准介观型高效稳定的钙钛矿太阳能电池

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• 论文作者：侯显 ; 陈晓红
• 年：2017
• 作者机构：华东师范大学;
• 论文关键词：钙钛矿太阳能电池 ; 准介观 ; 填充率
• 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：978k
• 原文格式：D
• 会议级别：全国

摘要

有机-无机金属铅卤化物钙钛矿太阳能电池因其原材料廉价,制备工艺简单,光电转化效率高等优点备受关注。目前,钙钛矿太阳能电池在制备工艺,机理的研究等方面都取得了重大的突破,最高光电转换效率已达到22.1%,基本可与硅太阳能电池相媲美,展现出极为诱人的应用前景。发展高效的钙钛矿太阳能电池,现在的主要研究方向是制备高质量的钙钛矿薄膜以及改善钙钛矿层与电子/空穴传输层之间的载流子传输能力。目前,钙钛矿太阳能电池主要分为介观型(M-PSCs)和平面型(P-PSCs)两种结构。我们发展了一种准介观型(QM-PSCs)的钙钛矿太阳能电池,在TiO_2致密层上散状的分布一层直径为200 nm左右,厚度为50 nm左右的圆饼状多孔TiO_2作为准介观层。该准介观层可以弥补介观型钙钛矿太阳能电池钙钛矿层与介观层接触不良易产生空洞的现象以及解决平面型钙钛矿太阳能电池钙钛矿层与载流子传输层接触面积较小,不利于光生载流子传输的问题。准介观型框架空间较大,能给钙钛矿晶粒提供足够的生长空间,可以生长出更大尺寸的钙钛矿晶粒,同时,准介观型多孔TiO_2框架可以提高入射光的散射率,使得入射光被充分利用,提高电流密度。此外,由于钙钛矿层与该准介观层接触较好,光生载流子传输更为顺利,所以J-V曲线的正反扫迟滞现象也得到了明显的抑制。最终,QM-PSCs在1个标准太阳光照下得到了16.56%的光电转换效率,明显优于同等条件下制备的M-PSCs(11.38%)和P-PSCs(6.07%).另外,由于在准介观TiO_2上生长的MAPbI_3质量较高,所以该准介观型钙钛矿太阳能电池稳定性也优于介观型和平面型的钙钛矿太阳能电池。

引文

[1]X.Hou,L.Pan,S.Huang,W.Ou-Yang,X.Chen,Electrochim.Acta,2017,236,351-358.