活性層修飾及NiOx薄膜在鈣鈦礦太陽能電池器件的應(yīng)用.pdf

1、鈣鈦礦太陽能電池以其高的光電轉(zhuǎn)換效率受到廣泛關(guān)注并成為了當(dāng)前太陽能電池領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。其中，CH2NH=NH2PbI3(FAPbI3)鈣鈦礦材料擁有更窄的光學(xué)帶隙(1.48eV)，其光電性能十分優(yōu)異，具有更加廣闊的潛力。然而較大的CH2NH=NH2+陽離子半徑導(dǎo)致了不完美的鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)和不均勻的鈣鈦礦薄膜的形成，進(jìn)而影響器件的性能。
　　本文提出了一種對FAPbI3鈣鈦礦活性層用FAI/IPA溶液表面修飾的方法以提高其性能，并研

2、究了其對FAPbI3鈣鈦礦薄膜和器件性能的影響。通過X射線衍射、掃描電鏡、紫外-可見光測試方法對FAPbI3鈣鈦礦薄膜的物理和光電性能進(jìn)行分析，可以得知FAI/IPA溶液修飾的FAPbI3鈣鈦礦薄膜，其晶粒通過FAI的液相擴(kuò)散和固相擴(kuò)散過程，發(fā)生了再生長重排，不但晶粒的結(jié)晶度有明顯提高，其表面微觀形貌亦發(fā)生改變，表面覆蓋程度和晶粒尺寸的均勻性均得到提高。通過電流-電壓曲線、外量子效率、穩(wěn)態(tài)熒光等測試和表征方法，分析FAI/IPA溶液修飾

3、對器件參數(shù)和整體性能的影響，結(jié)果表明FAI/IPA溶液修飾的FAPbI3鈣鈦礦薄膜不僅使器件的光電性能大幅提高，還顯著增強(qiáng)了器件的重復(fù)性和穩(wěn)定性，最終，基于FAI/IPA表面修飾的FAPbI3鈣鈦礦太陽能電池器件效率能夠達(dá)到14.00％。
　　傳統(tǒng)的有機(jī)空穴傳輸材料PEDOT∶PSS廣泛應(yīng)用于光電子器件，然而一方面PEDOT∶PSS呈現(xiàn)酸性，會腐蝕ITO導(dǎo)電玻璃表面，另一方面又具有吸濕性，容易受到空氣中水汽的侵蝕，所以對器件的穩(wěn)定

4、性產(chǎn)生不利影響。因此，尋找合適的空穴傳輸材料替代PEDOT∶PSS提高器件穩(wěn)定性是一項(xiàng)十分有意義的工作。本論文研究了替代PEDOT∶PSS的材料-非化學(xué)計(jì)量比的NiO(NiOx)及其在MAPbI3鈣鈦礦太陽能電池器件的應(yīng)用。眾多的NiOx薄膜制備方法中，激光脈沖沉積(PLD)法制備NiOx成本高產(chǎn)量少，溶膠凝膠法制備NiOx，需要采用高溫?zé)Y(jié)（275℃以上），步驟繁瑣且不能用于ITO或柔性基底，因此本論文采用了可以低溫溶液法制備薄膜的N