基于ZnO電子傳輸層的鈣鈦礦太陽電池研究.pdf

1、近年來，以有機/無機鹵素鉛鈣鈦礦(CH3NH3PbIX3，X=Cl，Br，I)為代表的鈣鈦礦材料成為太陽電池領(lǐng)域新的研究熱點。該種材料具有較長的電荷擴散長度、較高的光吸收系數(shù)、合適的禁帶寬度?；诖祟惒牧系奶栯姵氐哪芰哭D(zhuǎn)換效率經(jīng)過幾年的發(fā)展從2009年的3.8％迅速攀升到目前報道的22.1％。其中，電子傳輸層是鈣鈦礦太陽電池的重要組成部分，起到收集和傳輸光生電子至對電極，同時阻擋空穴的作用，其性能是影響鈣鈦礦太陽電池光電轉(zhuǎn)化效率的關(guān)鍵

2、因素之一。目前常見的鈣鈦礦太陽電池有介孔結(jié)構(gòu)和平面異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)兩種，其中一維ZnO納米棒薄膜由于其具有直接高效的電子傳輸通道、能夠有效減少光生載流子的復(fù)合等優(yōu)點而受到廣泛關(guān)注;在平面結(jié)構(gòu)電池中，目前常用的電子傳輸層材料有TiO2和ZnO，然而單層的電子傳輸層都有其局限性，例如，TiO2作為電子傳輸層，其電荷收集傳輸性能相對較差，ZnO的電子傳輸性能較佳，但ZnO層會有較多裂縫且ZnO/鈣鈦礦界面的載流子復(fù)合較為嚴重。
　　本論文首先

3、制備了一維ZnO納米棒薄膜的鈣鈦礦太陽電池，通過調(diào)變鋅源濃度和反應(yīng)時間等工藝條件，獲得光電性能優(yōu)異的器件;然后通過使用復(fù)合的TiO2/ZnO電子傳輸層結(jié)構(gòu)，有效提高了電池的光電轉(zhuǎn)換效率(從8.63％提升至9.87％)和短路電流。隨后我們首次提出使用三層TiO2/ZnO/C60結(jié)構(gòu)的復(fù)合電子傳輸層，制備了FTO/TiO2/ZnO/C60/CH3NH3PbI3-xClx/Spiro-MeoTAD/Au結(jié)構(gòu)的平面異質(zhì)結(jié)鈣鈦礦電池，解決了單層電