通過界面修飾提高平面異質(zhì)結(jié)鈣鈦礦太陽能電池的性能.pdf

1、由于有機-無機雜化鈣鈦礦材料具有優(yōu)良的特性，被作為一種可應(yīng)用于太陽能電池中的理想的光吸收材料。近幾年，鈣鈦礦太陽能電池得到了迅猛的發(fā)展，被認為是最具有大規(guī)模應(yīng)用前景的下一代太陽能電池。平面器件結(jié)構(gòu)由于其結(jié)構(gòu)簡單、可制備柔性器件等特點而備受關(guān)注。但是由于鈣鈦礦層表面以及晶界處存在較多的缺陷，在鈣鈦礦層的界面處更容易產(chǎn)生電荷復(fù)合。另外電子傳輸層與鈣鈦礦層的能級匹配程度，也決定了器件抽取電子及阻擋空穴的能力，從而影響著器件的性能。因此，選取高

2、電子遷移率、高電導(dǎo)率、高穩(wěn)定性的電子傳輸材料，以改善鈣鈦礦層、電子傳輸層及電極的界面性質(zhì)成為了一種簡單而有效的方法。本文制備了倒置平面異質(zhì)結(jié)鈣鈦礦太陽能電池。對器件的電子傳輸層進行了界面修飾，進而改善了器件性能。本論文主要開展了以下研究工作：
　　1.采用聚乙烯基咔唑PVK和2，2'-［［6，6，12，12-四(甲氧基苯基)-6，12-二氫［2，3-d:2'，3'-d'］-s-茚并［1，2-b:5，6-b'］二噻吩-2，8-二基］

3、雙［亞甲基(3-氧代-1H-茚-2，1(3H)-亞基］］雙丙二腈ITIC共摻雜電子傳輸層PCBM，考察其對鈣鈦礦電池的性能影響。添加PVK和ITIC提高了PCBM的成膜性，從而使鈣鈦礦層、電子傳輸層和Al電極之間形成良好的界面接觸，減少了界面缺陷，有效提高了器件電荷分離效率并抑制了電荷復(fù)合。當(dāng)PVK添加濃度為4wt％，ITIC的添加濃度為6wt%時得到最優(yōu)器件。相比于沒有添加劑的器件，光電轉(zhuǎn)換效率（PCE）由5.26%提高到9.93%，

4、其中Voc=0.95 V，Jsc=15.97 mA/cm2，F(xiàn)F=65.42%。另外，PVK與ITIC的加入抑制了空氣中的水分與氧氣對器件的侵蝕，從而提高了器件的穩(wěn)定性。
　　2.采用N，N'-二正辛烷基-3，4，9，10-苝四甲酰二亞胺（PTCDI-C8）對電子傳輸層PCBM進行界面修飾。由于PTCDI-C8具有較高的電子遷移率，在PCBM表面能夠形成更平整的薄膜。因此減少了PCBM與Al電極之間的漏電流，從而提高了陰極的電子收