双层富勒烯衍生物协同修饰TiO_2电子传输层提高钙钛矿太阳能电池性能

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• 论文作者：周蔚然 ; 陈涛 ; 杨上峰
• 年：2017
• 作者机构：中国科学技术大学材料科学与工程系中国科学院能量转换重点实验室合肥微尺度物质科学国家实验室量子信息与量子科技前沿协同创新中心;
• 论文关键词：钙钛矿太阳能电池 ; 界面修饰 ; 富勒烯衍生物
• 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：TM914.4
• 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：824k
• 原文格式：D
• 会议级别：全国

摘要

近年来,钙钛矿太阳能电池因其优异的光电性能而受到广泛关注,其中正型钙钛矿电池的效率已达22.1%。其中TiO_2作为正型钙钛矿电池中应用最为广泛的电子传输层,因其表面存在大量缺陷而不利于器件性能,尤其会导致普遍存在的滞后现象,因此对TiO_2进行界面修饰对于高性能钙钛矿电池的实现尤为重要。我们通过使用PC61BM以及醇胺功能化富勒烯衍生物(C60-ETA)~([1])对TiO_2进行协同修饰,大大提高了电子由钙钛矿层向电子传输层的抽取速率。此外,对TiO_2的表面修饰提高了钙钛矿薄膜的结晶性,同时钝化钙钛矿层内部缺陷,改善薄膜质量,增强其在紫外可见光区的吸光能力。通过表征,我们证明了富勒烯衍生物的界面修饰可同时钝化TiO_2表面及钙钛矿层内部缺陷,改善了电荷在器件内的传输,并大幅降低了电荷复合,实现了J-V曲线的无滞后输出。在此基础上,基于双层富勒烯衍生物协同修饰TiO_2电子传输层的钙钛矿电池平均效率可由13.00%提升至16.30%,最高效率达18.49%。

引文

[1]Zhen,J.M.;Liu,Q.;Chen,X.;Li,D.;Qiao,Q.Q.;Lu,Y.L.;Yang,S.F.J.Mater.Chem.A,2016,4,8072.
    [2]Zhou,W.R.;Zhen,J.M.;Liu,Q.;Fang,Z.M.;Li,D.;Zhou,P.C.;Chen,T.;Yang,S.F.J.Mater.Chem.A,2017,5,1724.