基于Nb_2O_5电子传输层的钙钛矿太阳能电池研究

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• 论文作者：沈德立 ; 魏明灯
• 年：2017
• 作者机构：福州大学新能源材料研究所;
• 论文关键词：钙钛矿太阳能电池 ; 五氧化二铌 ; 水热合成法
• 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：812k
• 原文格式：D
• 会议级别：全国

摘要

近年来,钙钛矿太阳能电池(Perovskite Solar Cells)作为一种新型太阳能电池而备受关注。钙钛矿材料因其具有载流子寿命和扩散距离较长,可见光吸收系数和范围较大等特点,使得基于钙钛矿材料的光伏器件能够产生较高的开路电压和短路电流,光电转换效率从最初的3.8%~([1])迅速升高到22.1%~([2])。目前,TiO_2是钙钛矿太阳能电池中应用最广泛的电子传输层材料(ETM),但是TiO_2的载流子迁移率较低,并且基于TiO_2 ETM的钙钛矿太阳能电池在UV照射下的光电性能不稳定,因此研究其他半导体氧化物以取代TiO_2作为钙钛矿太阳能电池的ETM显得尤为重要。与TiO_2相比,Nb_2O_5因其具有合适的能带结构以及较高的载流子迁移率,已被广泛应用于光催化、锂离子电池以及染料敏化太阳电池的研究中。本文采用简单的水热合成法,制备了不同尺度纳米结构的Nb_2O_5,并作为ETM应用于钙钛矿太阳能电池中。研究表明,选择约50 nm左右大小的Nb_2O_5作为ETM时,组装的钙钛矿太阳能电池能够得到0.96 V的开路电压,21.4 mA cm~(-2)的短路电流和0.77的填充因子,光电转换效率为15.68%。

引文

[1]A.Kojima,K.Teshima,J.Am.Chem.Soc.,2009,131,6050.
    [2]National Renewable Energy Laboratory.Research Cell Efficiency Records.http://www.nrel.gov/ncpv/images/efficiengychart.Jpg