空氣環(huán)境下制備高效鈣鈦礦太陽能電池器件.pdf

1、最近，有機—無機雜化鈣鈦礦太陽能電池成為光伏電池研究領(lǐng)域的一顆新星，在2009年至2014年的這五年里，鈣鈦礦太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率從3.5％突破至20.1％，近兩年更是突破了21％的轉(zhuǎn)化效率。鈣鈦礦太陽電池憑借其高光電轉(zhuǎn)化效率、低成本和簡單的制作工藝得到光伏領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。但由于現(xiàn)階段鈣鈦礦太陽能電池基本都是在手套箱中制備的，一旦脫離手套箱，電池器件幾乎無法制備，并且在手套箱中制備的電池器件在空氣環(huán)境下經(jīng)過2-3天的老化，器件鈣鈦礦

2、層就開始分解。所以本論文的工作就是研究在空氣環(huán)境下制備不同的高效鈣鈦礦太陽能電池器件，在既保證一定效率的情況下，又能保證相應(yīng)的壽命，為將來鈣鈦礦太陽能電池的商業(yè)化生產(chǎn)做一些努力。
　　本論文基于介孔鈣鈦礦太陽能電池的結(jié)構(gòu)，做了以下三方面工作:
　　制備了以碳為對電極的介孔鈣鈦礦太陽能電池，這種電池跟一般的介孔鈣鈦礦太陽能電池在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別是少了空穴傳輸層，所以制備成本會大大降低。此外碳電極是印刷上去的，方便易操作。其中最好的

3、一塊電池器件的光電轉(zhuǎn)化效率達到9.32％。
　　研究了在空氣環(huán)境下利用兩步法和一步法制備完整結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦太陽能電池器件。其中一步法具體分為反溶劑法和真空閃蒸法。本文發(fā)現(xiàn)利用全新配方結(jié)合真空閃蒸法制備的電池器件的光電轉(zhuǎn)換效率最高，最好一塊電池器件光電轉(zhuǎn)化效率達到14.84％，并且器件效率分布范圍很窄。利用真空閃蒸方法制備的電池器件在未封裝的狀態(tài)下，在空氣環(huán)境下經(jīng)過1000個小時的老化，效率僅僅降低了2％左右，足見真空閃蒸制備法的優(yōu)越