PEDOT-PSS摻雜對平面鈣鈦礦太陽能電池性能調(diào)控研究.pdf

1、能源對人類的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。在煤、石油、天然氣這些不可再生能源的儲備量日益減少的情況下，太陽能作為新能源開發(fā)的對象，因為具有可再生性、安全、清潔、成本低廉等優(yōu)點，已經(jīng)引起全世界的重視。2009年，鈣鈦礦太陽能電池橫空出現(xiàn)，成為太陽能電池大家庭中一個新的成員。最初鈣鈦礦太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率非常低，隨著技術(shù)的不斷成熟和工藝的不斷革新，目前有機金屬鹵化物鈣鈦礦太陽能的認證效率已經(jīng)達到22.1％。鈣鈦礦太陽能電池不僅制作成本低，而

2、且光電轉(zhuǎn)換效率有非常大的提升空間，是當前光伏領(lǐng)域的明星器件。
　　本文通過實驗研究的方法，著重以鈣鈦礦太陽能電池中空穴傳輸層材料為研究對象，分別研究了氧化鉬(MoOx)與銀納米粒子(Ag NPs)的摻雜對電池空穴傳輸界面的影響以及對電池整體性能的影響。研究內(nèi)容如下:
　　一、研究將氧化鉬摻入PEDOT∶PSS（3，4-乙撐二氧噻吩:聚苯硫醚）中作為空穴傳輸材料對平面鈣鈦礦太陽能電池性能的影響。將MoOx粉末溶入到PEDOT∶

3、PSS溶液中制成不同濃度的PEDOT∶PSS—MoOx混合溶液作為平面鈣鈦礦太陽能電池的空穴傳輸材料。對比未摻雜的電池，基于PEDOT∶PSS—MoOx的電池在轉(zhuǎn)換效率、開路電壓和填充因子上展現(xiàn)出明顯的提高。鈣鈦礦層的形態(tài)表明薄膜的覆蓋率有了提升，主要是因為在鈣鈦礦層襯底引入了MoOx納米點。基于PEDOT∶PSS—MoOx摻雜后的電池器件獲得超過15％的光電轉(zhuǎn)換效率。另外，我們還將從市場上購買的MoO3摻雜到PEDOT∶PSS中和我們

4、合成的MoOx進行對比，摻雜MoOx的器件在轉(zhuǎn)換效率上的表現(xiàn)更優(yōu)異。解決了之前一些文章中報道的將MoO3摻雜到器件中溶解度不高的問題，更加肯定了我們用溶膠—凝膠法制備的氧化鉬(MoOx，x＜3)作為有機太陽能電池中空穴傳輸材料是提升電池效率的極佳方法之一。
　　二、研究將適量銀納米粒子摻入PEDOT∶PSS中作為空穴傳輸材料對平面鈣鈦礦太陽能電池性能的影響。將制各的Ag NPs溶入到PEDOT∶PSS溶液中制備成PEDOT∶PSS

5、—Ag NPs混合溶液作為平面鈣鈦礦太陽能電池的空穴傳輸材料。與只選用PEDOT∶PSS作為空穴傳輸材料的電池對比后發(fā)現(xiàn)，基于PEDOT∶PSS—Ag NPs的電池在填充因子和轉(zhuǎn)換率上都有明顯提高。鈣鈦礦電池的電學性能提升顯著，PEDOT∶PSS—Ag NPs可以優(yōu)化空穴傳輸層與鈣鈦礦層的接觸，減少缺陷，從而降低串聯(lián)電阻。鈣鈦礦層薄膜的光吸收增強歸功于在引入銀納米粒子后空穴傳輸層吸光性的提升，而且薄膜的缺陷減少、覆蓋率提高。器件層間內(nèi)阻