鈣鈦礦太陽電池因其優(yōu)異的光電性能一直備受關注,迄今為止,鈣鈦礦太陽電池認證的光電轉換效率（PCE）已突破25.2%。但鈣鈦礦太陽電池的商業(yè)化應用卻一直沒有進一步的發(fā)展,其限制條件在于鈣鈦礦材料及其相關器件較差的穩(wěn)定性,鈣鈦礦在空氣環(huán)境下易受到水氧等因素影響而分解,導致器件性能大幅度下降。迄今為止,所有高效的有機-無機鹵化物鈣鈦礦太陽電池均由多晶鈣鈦礦薄膜制成,普遍具有高密度的缺陷。這些缺陷主要來源于針孔、空缺位、晶界以及不規(guī)則的鈣鈦礦晶體結構。此外,薄膜內部無序的晶體生長取向是另一個影響鈣鈦礦太陽電池性能的因素,例如在二維鈣鈦礦中,內部大型絕緣陽離子的存在阻礙了電荷的傳輸,只有通過調控晶體垂直于基底生長才能使載流子沿著無機層進行傳輸,從而實現(xiàn)制備高性能的鈣鈦礦太陽電池。因此,想要提高鈣鈦礦整體器件的穩(wěn)定性和光電性能,優(yōu)化鈣鈦礦吸光層的薄膜質量和結晶取向是必不可少的措施。為了調控鈣鈦礦吸光層的結晶,減少缺陷,獲得高質量的薄膜,通過反溶劑法將[6,6]-苯基-C61-丁酸異甲酯（PCBM）和2,2’-[[6,6,12,12-四（4-己基苯基）-6,12-二氫二噻吩[2,3-d:2’,3’-... 

【文章來源】：南昌大學江西省 211工程院校

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【學位級別】：碩士

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圖１．１最新太陽電池效率圖??Ｆｉｇｕｒｅ?１．１?Ｂｅｓｔ－Ｒｅｓｅａｒｃｈ－Ｃｅｌｌ－Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｉｅｓ??隨著研究者們對鈣鈦礦材料類型的研宄深入，?

ｐｂｕ?ｉ?＾???赫－ａｉ?－＾?＼?ｉ?????ｊ?ｒ－１?ＰＣＱｔＡ—１１?．３．５?Ｖ??ＢＣＰ?ＪＭ?Ｐｌａｎａｒ?Ｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ?＊３＇９＂?｜??｜－７＊?二一二一?一二?ＳＩＣ?ＩＴＯ?－４．５?｜??｜?齡（＾｛Ａｃｃｅｐｔｏｒ｝?：?，，?ｒｆｊ－４－８?ｐｅｄｏｔ：ｐｓｓ｜?｜??￣＾ｊ￣｜??ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ?．?｜?｜?－７．０??｛Ｗ?－、ｒ?１??、＇?Ｐｌａｎａｒ?Ｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ??圖１．５鈣鈦礦太陽電池工作原理示意圖??Ｆｉｇｕｒｅ?１．５?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｗｏｒｋｉｎｇ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ?ｓｏｌａｒ?ｃｅｌｌｓ??１．３．３鈣鈦礦太陽電池吸收層的制備方法??鈣鈦礦太陽電池的性能受諸多因素影響，但鈣鈦礦層的形貌和結晶度是影??響其整體性能的關鍵因素，高質量的鈣鈦礦薄膜有利于激子分離和傳輸。為此，??研究者們一直致力于鈣鈦礦薄膜的制備方法，目前常用的制備方法有一步前驅??體溶液法［２５］、兩步溶液旋涂沉積法［２６］、雙源共蒸發(fā)法［１１１、氣相輔助溶液法［１３］等??幾種具有代表性的制備方法。??一步前驅體溶液法（圖１．６ａ）即將鈣鈦礦各組分以一定比例在高沸點溶劑中??混合形成前驅體溶液，然后將前驅體溶液旋涂在基底上結晶原位形成薄膜。但??一步法需要通過較高溫度的后退火工藝，才能實現(xiàn)鈣鈦礦的完全結晶以及殘留??溶劑的去除，所以溶液的濃度、溶劑的選擇、退火溫度等［｜２］都對薄膜的形貌和??器件的光伏性能有很大影響。一步法常常會出現(xiàn)結晶不均勻，結晶性差等問題，??

ｉｎｇ??Ｌ」?ｍＳ３＾＾Ｓ５?？？?；?，?Ｐ．ＯＣ，?ｌ??Ｉ?ｊｔ?Ｍ?Ｙ?—福疆—?ｊ??（ｂ）?＇＾ｒ?ｓｐｉｎ?ｗｓ＾ｉ＾ｇ?ＭＡＩ?ｓｏｈｒｔｉｏｎ?：??Ａ?Ｐｂｌｊ／ＤＭＦ?Ａ?ＣＨｊＮＨｊＩ／ＩＰＡ?＇?＇?＾??－＝－—?４二，＝￣?％?Ｉ??：?■．ｉ：：—：＂：：；：：：￣Ｌ＞?ｙ？＾ｉｇ３ｗｓ�。�？ｙ°ｓｉｅ？ｓｇｓｗ３Ｂ？＾?ｓｏｕｒｃｅ?－＊Ｓｓ＃?、?？＊｛?ｓａｕｉｃｓ?；??ＴＷＯ－ＳＴＥＰ?ＣＯＡＴＩＮＧ?—，?｜??圖１．６鈣鈦礦薄膜的不同的制備方法??Ｆｉｇｕｒｅ?１．６?Ｔｈｅ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｍｅｔｈｏｄｓ?ｏｆ?ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ?ｆｉｌｍ??１．４鈣鈦礦太陽電池面臨的主要問題及優(yōu)化策略??至今，盡管鈣鈦礦發(fā)展迅速，取得了不錯的成效，但仍有眾多因素阻礙其??商業(yè)化發(fā)展，而其中最大的問題則歸結于整體器件的穩(wěn)定性。從材料而言，鈣??鈦礦太陽電池的穩(wěn)定性主要受限于內部晶體的結構穩(wěn)定性。鈣鈦礦晶體在較高??溫度或濕度的環(huán)境下會被破壞而導致分解，直接影響器件的穩(wěn)定性。除此之外，??材料內部發(fā)生的電遷移和界面反應等，會導致內部離子遷移，加速鈣鈦礦的降??解。可以說鈣鈦礦吸光層的質量是決定整體器件性能的關鍵，想要提高鈣鈦礦??器件的穩(wěn)定性和光電性能，優(yōu)化鈣鈦礦吸光層是必不可少的措施。目前，據(jù)文??獻記載，鈣鈦礦薄膜質量受眾多因素影響，例如前驅體溶液中組分的化學計量??比，溶劑的配位能力，前驅體溶液的陳化時間以及上述提到的成膜工藝等等。??同時由于熱力學不穩(wěn)定性，鈣鈦礦層在加熱成膜的過程中往往還會出現(xiàn)聚集的??現(xiàn)象ｎｍＭｉ，這類聚集


本文編號：3594052