鈣鈦礦太陽能電池的性能優(yōu)化以及界面電荷對器件的影響.pdf

1、有機-無機鈣鈦礦太陽能電池因為其低成本易制備高效率等特點，在過去的幾年中引起了廣泛關(guān)注，進一步提高其效率和穩(wěn)定性是研究工作者們都在進行的工作。通過對制備方法和處理方法的改進，目前關(guān)于鈣鈦礦太陽能電池的報道中提到其最高效率已超過22％，在測試過程中產(chǎn)生的電流-電壓回滯問題卻始終影響穩(wěn)定性。關(guān)于效率和穩(wěn)定性，本文中做了相關(guān)研究，具體分為兩個部分:
　　1、首先我們對器件的制備方法進行了探索和研究。通過一步法和兩步法來制備鈣鈦礦晶體薄膜

2、并進行比較，發(fā)現(xiàn)活性層的反應(yīng)情況、結(jié)晶情況和表面形貌對器件的影響很大，經(jīng)過嘗試找到了能夠適合我們工作的高效率器件的制備方式;通過改變器件的空穴傳輸層和電子傳輸層等工作，發(fā)現(xiàn)合適電子/空穴傳輸層對于器件有促進作用，選定NiOx和PCBM作為空穴傳輸層和電子傳輸層。經(jīng)過各種優(yōu)化，將效率從開始的3％提高到了15％。
　　2、在對機理的探究中，我們發(fā)現(xiàn)不同形貌度的器件性能不同，表面粗糙器件往往伴隨著很大的電流-電壓回滯，表面光滑的器件只有

3、很小的回滯，而這種電流-電壓回滯可以靠調(diào)節(jié)PCBM薄膜厚度來消除。據(jù)報道，回滯的產(chǎn)生是因為界面電荷的聚積，這種聚積引起了界面處的能帶彎曲，從而影響電荷的輸運和收集。有意思的是，表面粗糙的器件界面電荷的密度也很大。聯(lián)系這一切，我們提出了一種模型來解釋以上的現(xiàn)象:界面電荷的聚積和界面處的電容息息相關(guān)，電容越大，聚積的電荷越多。粗糙的表面造成較大的電容相對面積，同時，PCBM太薄會導致電容兩極板距離過近，這都是界面電容很大的原因，得到的實驗數(shù)