钙钛矿太阳电池中吸光层材料的成分调控

发布时间：2021-01-23 14:07

　　钙钛矿太阳电池具有光伏性能优异和制备工艺简单的优点,自出现以来便以其巨大的潜力成为国内外科研人员的研究焦点。近年来,关于钙钛矿太阳电池的研究取得了重大突破,其光电转换效率突破了20%,已经与CIGS太阳电池和硅太阳电池十分接近。尽管钙钛矿太阳电池的器件结构与染料敏化太阳电池和聚合物太阳电池相同,其光伏性能却不可同日而语。出现该现象的主要原因在于这种太阳电池的吸光层材料是具有钙钛矿晶体结构的有机铅卤化物。因此,获得高质量的钙钛矿吸光层对于制备高效的钙钛矿太阳电池是不可或缺的。在本文中,通过对钙钛矿吸光层材料的成分进行调控,运用简单的一步法制备出高质量的钙钛矿吸光层,从而得到高效的钙钛矿太阳电池。1,我们以Pb（Ac）₂为铅源,在不需要用到反溶剂的条件下,用比较简单的一步旋涂法制备出光滑致密的钙钛矿薄膜。同时,将Pb（SCN）₂作为添加剂掺入到Pb（Ac）₂的前驱溶液中来制备钙钛矿太阳电池的光吸收层。研究发现,作为添加剂的Pb（SCN）₂可以增大钙钛矿晶粒尺寸,提高钙钛矿薄膜的结晶性。在加入的Pb（SC... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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(a)钙钛矿太阳电池结构示意图，FTO/c-TiO2/m-TiO2/MAPbI3/Sprio-

图 4.1 CsPbI3钙钛矿太阳电池器件截面结构 SEM 图，图中标尺为 200 纳米如图 4.1 为 CsPbI3钙钛矿太阳电池器件截面结构 SEM 图，标尺为 200 纳米，从下至上依次为 FTO 导电玻璃、致密 TiO2层、CsPbI3钙钛矿吸光层、空穴传输层和金电极。从图中可以看出，器件内部层与层之间分界明显，钙钛矿吸光层十分致密，能够完全地覆盖下面的致密 TiO2层。

4.3(a) CsPbI3前驱溶液中掺入不同浓度 PCBM 氯苯溶液器件的典型 J-V图，图 4.3(b) 30 个 CsPbI3前驱溶液中不掺入 PCBM 和掺入 30 mg/ml P氯苯溶液器件的效率统计图。图4.3(a) 是CsPbI3前驱溶液中掺入不同浓度PCBM氯苯溶液器件的典曲线图，所有的器件均是在 AM1.5 模拟太阳光，光强大小为 100 mW/cm况下测量的。器件的性能参数详见表 3.1。没有掺杂 PCBM 的器件，其短为 13.0 mA cm-2，开路电压为 1.073 V，光电转换效率为 9.07%，填充因


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