空气环境下钙钛矿薄膜太阳能电池的电子注入效率及稳定性研究

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• 论文作者：熊浩 ; 戚佳斌 ; 张青红
• 年：2017
• 作者机构：东华大学材料科学与工程学院;
• 论文关键词：钙钛矿薄膜 ; 稳定性 ; 电子注入效率 ; 疏水涂层
• 会议召开时间：2017-05-27
• 会议录名称：第四届新型太阳能电池学术研讨会论文集
• 英文会议录名称：Abstract Book of the 4th Conference on New Generation Solar Cells
• 语种：中文
• 分类号：TM914.42
• 学会代码：ZKYQ
• 会议名称：第四届新型太阳能电池学术研讨会
• 会议地点：中国北京
• 主办单位：中国可再生能源学会光化学专业委员会
• 学会名称：中国科学院物理研究所清洁能源实验室
• 页数：1
• 文件大小：972k
• 原文格式：D
• 会议级别：全国

摘要

近几年来,钙钛矿太阳能电池器件光电转换效率的最高纪录不断被刷新。然而其差的稳定性阻碍了钙钛矿材料的实际应用。其高效率主要依赖钙钛矿薄膜的结晶性和成膜性,但是这些受到沉积方法以及空气中水分及氧气的影响。其中两步旋涂法对钙钛矿薄膜的影响是至关重要的,特别是在空气中。我们采用一种简单的方法制备了亚微孔的碘化铅薄膜,进而形成了致密高结晶度的钙钛矿薄膜,然后用氟硅烷对钙钛矿薄膜后处理制备得到了一种在空气中较为稳定的钙钛矿太阳能电池。将组装的钙钛矿太阳能电池在50%湿度的空气中测试,其效率稳定在14%超过了500小时。另外,我们用微流体的方法制备了CdSe量子点晶种层,并将其应用于钙钛矿太阳能电池中。其作用主要表现在两方面:其一,可以在TiO_2表面形成一层偶极层,改变TiO_2表面的功函数,降低能量势垒,有利于电子的快速转移;其二,提高钙钛矿薄膜的覆盖率,通过减小薄膜上的针孔来提高钙钛矿薄膜的表面覆盖度,从而改善钙钛矿薄膜的质量。钙钛矿薄膜形貌的改善减少载流子复合并有利于提高各层之间的界面接触,从而提高电池的短路电流。通过添加CdSe量子点晶种层,空气中制备的钙钛矿太阳能电池最高效率达到15.68%,这项工作为改善钙钛矿层结晶,优化界面性能,提高电池效率提供了新的思路。

引文

[1]H Xiong,G De Luca,Q Zhang,et al.Sol Energ.Mat.Sol.C.,2017,166,167.
    [2]H Xiong,Rui Y,Q Zhang,et al.Journal of Materials Chemistry C,2016,4,6848-6854.