高效率钙钛矿太阳能电池的形貌与界面调控

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• 论文作者：阳军亮 ; 吴闰生 ; 曹程浩 ; 熊健 ; 张楚俊 ; 高永立
• 年：2016
• 作者机构：中南大学物理与电子学院先进材料超微结构与超快过程研究所;
• 论文关键词：钙钛矿薄膜 ; 形貌 ; 界面 ; 元素分布 ; 平面异质结
• 会议召开时间：2016-07-01
• 会议录名称：中国化学会第30届学术年会摘要集-第二十二分会：有机光伏的机遇和挑战
• 语种：中文
• 分类号：TM914.4
• 学会代码：ZGHY
• 会议名称：中国化学会第30届学术年会-第二十二分会 ; 有机光伏的机遇和挑战
• 会议地点：中国辽宁大连
• 主办单位：中国化学会
• 学会名称：中国化学会
• 页数：1
• 文件大小：263k
• 原文格式：D
• 会议级别：全国

摘要

有机铅卤化物(CH_3NH_3PbX_3,X=Cl,Br,I)钙钛矿太阳能电池自2009年报道以来发展迅猛,光电转换效率突破了20.0%[1,2]。形貌和界面在钙钛矿太阳能电池器件性能中扮演了非常重要的作用。基于此,本报告将介绍我们在钙钛矿太阳能电池形貌和界面性能调控以及大面积印刷制备等取得的研究工作进展[3-7]。通过精确调控薄膜沉积过程参数及溶剂处理,获得高质量钙钛矿薄膜,基于简单平面异质结结构ITO/PEDOT:PSS/CH_3NH_3PbI_3/PCBM/Al制备的钙钛矿太阳能电池效率超过13%;揭示界面降解是影响平面异质结钙钛矿太阳能电池稳定性的主要原因之一,通过在PCBM和Al之间加入TiO_2纳米粒子层,显著提高钙钛矿太阳能电池稳定性;基于平面异质结,发展无需空穴传输层的高效率钙钛矿太阳能电池,光电转换效率超过11%,显著提高器件稳定性能;基于表面等离子体增强效果,在平面异质结结构的PEDOT:PSS和CH3NH3Pb I3间加入Au@SiO_2纳米棒层,大幅度提高器件性能,光电效率达到17.6%;基于碘氯共混钙钛矿(CH_3NH_3PbI_3-xClx)太阳能电池的制备工艺参数调控薄膜形貌以及元素分析,揭示出高质量碘氯共混钙钛矿薄膜的形成过程及碘和氯元素的动态分布机制。这些前期基础研究为发展印刷技术制备大面积、高效率钙钛矿太阳能电池提供了重要指导作用,有利于推进钙钛矿太阳能电池的产业化进程。

引文

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