平面異質(zhì)型鈣鈦礦太陽(yáng)能電池器件制備工藝的探索研究以及CH3NH3I后處理對(duì)器件性能的影響.pdf

1、鈣鈦礦材料因具有卓越的光電特性而被應(yīng)用于太陽(yáng)能電池器件領(lǐng)域，其光電轉(zhuǎn)換效率最初提出時(shí)只有3.8％，現(xiàn)已增長(zhǎng)到22.1％。多年來(lái)，提出了很多制備鈣鈦礦薄膜的方法，其中溶液旋涂法因制備過(guò)程簡(jiǎn)單而被廣泛采用。但是通過(guò)溶液法制備的鈣鈦礦薄膜一般采用介孔型傳輸層，這些傳輸層在制備過(guò)程中需經(jīng)過(guò)高溫?zé)Y(jié)，不利于太陽(yáng)能電池在柔性襯底上的應(yīng)用和大規(guī)模制造。本論文主要工作是基于平面異質(zhì)型結(jié)構(gòu)改善溶液旋涂法制備鈣鈦礦薄膜的方法，以提高鈣鈦礦太陽(yáng)能電池器件的光

2、電轉(zhuǎn)換效率，并提出采用MAI后處理的方法改善鈣鈦礦薄膜的質(zhì)量。
　　溶液旋涂法按照制備過(guò)程可分為兩步溶液旋涂法和一步溶液旋涂法。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，使用兩步溶液旋涂法可在平面型傳輸層(PEDOT)上形成一層均勻致密的鈣鈦礦薄膜，但是由于制備工藝的特點(diǎn)導(dǎo)致二者不能夠完全反應(yīng)限制該薄膜對(duì)太陽(yáng)光的吸收利用，影響電荷傳輸，進(jìn)而限制該類(lèi)型器件效率的進(jìn)一步提升。使用簡(jiǎn)單一步溶液旋涂法避免反應(yīng)不完全的問(wèn)題，然而即使經(jīng)過(guò)一系列改善后，使用該方法制備的器件

3、均短路。為此，我們采用溶劑輔助的方法改善鈣鈦礦薄膜的質(zhì)量，在簡(jiǎn)單一步溶液法的前驅(qū)溶液中加入溶劑DMSO可結(jié)合PbI2和MAI形成中間化合物，控制反應(yīng)進(jìn)程避免反應(yīng)不均勻。實(shí)驗(yàn)證明通過(guò)該方法可有效改善鈣鈦礦薄膜的質(zhì)量，得到比較致密均勻的薄膜避免器件短路，同時(shí)發(fā)現(xiàn)DMSO在溶液中的含量不僅可以調(diào)節(jié)薄膜表面的均勻度，也可以控制鈣鈦礦薄膜的厚度。根據(jù)吸收光譜、表面形貌、J-V曲線(xiàn)的結(jié)果確定DMSO含量，即可得到較優(yōu)的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池器件。