论文部分内容阅读
最近,有机无机杂化钙钛矿太阳能电池成为光伏电池研究领域的一颗新星,经过不到五年的时间,钙钛矿太阳能电池的光电转换效率从3.9%跃升至19.3%完成了其他种类太阳能电池几十年才能完成的飞跃。我在钙钛矿太阳能电池的基础制备条件和阴极修饰方面做了一些工作,总结在这篇论文中。我们选取主流的钙钛矿材料MAPb I3作为活性层材料,选取平面异质结结构ITO/poly(3,4-ethylenedioxy-thiophene):poly(styrenesulfonate)(PEDOT:PSS,40nm)/CH3NH3Pb I3(MAPb I3)/[6,6]-phenyl-C61-butyricacid methyl ester(PCBM 20 nm)/argentum(Ag,120 nm)作为基础电池结构,研究了不同转速和不同的退火时间处理的MAPb I3层对于钙钛矿太阳能电池性能的影响,得到了9.93%的光电转换效率。实验中发现PCBM层在钙钛矿层上的附着并不良好,很大程度上影响了电极的平整度与电极和其他界面的接触,很大程度上降低了电池的填充因子与电子传输效率。因此我们引入了三种不同的材料:Li F、BCP、Bphen作为阴极缓冲层来修饰Ag电极,以期达到更好的电池性能。实验发现当阴极缓冲层为BCP时得到了最高的光电转换效率13.11%。另外,本文还对钙钛矿电池与有机小分子太阳能电池的串联结构进行了尝试,介绍了串联电池的优缺点,制备出了初步的串联电池器件,并在此基础上进行了并联构想和电池结构设计。