柔性異質(zhì)結(jié)型鈣鈦礦太陽能電池制備及性能研究.pdf

1、鈣鈦礦太陽能電池因其具備工藝簡(jiǎn)單、效率高、成本低等優(yōu)點(diǎn)，是一種極具發(fā)展前景的新型太陽能電池，已經(jīng)成為當(dāng)前太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。其中，平面異質(zhì)結(jié)型鈣鈦礦太陽能電池具有可低溫制備且與柔性器件制備工藝兼容的特點(diǎn)而備受關(guān)注。目前平面異質(zhì)結(jié)型鈣鈦礦太陽能電池研究主要集中在鈣鈦礦薄膜沉積工藝的改進(jìn)、新型空穴傳輸層材料的開發(fā)、界面修飾層的研究等方面。
　　本文在掌握平面異質(zhì)結(jié)型鈣鈦礦太陽能電池制備技術(shù)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)開展其界面修飾層研究，

2、以提高器件的性能和穩(wěn)定性。此外，我們將石墨烯及其衍生物作為空穴傳輸層引入到平面異質(zhì)結(jié)型鈣鈦礦太陽能電池中，并初步開展了基于石墨烯透明電極的柔性鈣鈦礦太陽能電池的研究。主要研究?jī)?nèi)容和研究結(jié)果如下：
　　（1）陽極界面修飾研究。為了改善電池陽極與相鄰膜層的能級(jí)匹配，將MoO3作為陽極界面修飾層，插入到ITO陽極和空穴傳輸層PEDOT:PSS之間，其中MoO3通過熱蒸發(fā)法沉積制備，電池結(jié)構(gòu)為：ITO/MoO3/PEDOT:PSS/MAP

3、bI3/PCBM/Ag。結(jié)果表明，MoO3修飾層的引入，一方面提高了PEDOT:PSS在基底上的覆蓋率并減緩了PEDOT:PSS對(duì)ITO電極的腐蝕，提高了器件的穩(wěn)定性，另一方面也提高了空穴的提取效率，進(jìn)而提升了電池的光電轉(zhuǎn)換效率。
　?。?）陰極緩沖層研究。為了進(jìn)一步提高鈣鈦礦太陽能電池的電子收集效率，將溶液法制備的sBCP、sBphen作為陰極緩沖層，引入到電子傳輸層PCBM和Ag電極之間，對(duì)陰極界面進(jìn)行優(yōu)化，采用的器件結(jié)構(gòu)為：

4、ITO/PEDOT:PSS/MAPbI3/PCBM/(sBCP or sBphen)/Ag。結(jié)果表明，陰極緩沖層可以起到增強(qiáng)了電子收集能力，提高了電池的光電轉(zhuǎn)換效率，而且同時(shí)阻擋Ag原子向電池內(nèi)部擴(kuò)散的作用，提高電池的穩(wěn)定性。
　　（3）石墨烯及其衍生物的鈣鈦礦電池應(yīng)用研究。嘗試將氧化石墨烯作為空穴傳輸層、或?qū)⑵渑cPEDOT:PSS組成雙空穴傳輸層用于鈣鈦礦太陽能電池。發(fā)現(xiàn)氨化處理可以提高氧化石墨烯的導(dǎo)電性，有利于其空穴傳輸層的應(yīng)