【摘要】：基于有機(jī)-無(wú)機(jī)鹵化物鈣鈦礦材料的太陽(yáng)能電池因其具有高的吸收系數(shù)、優(yōu)異的雙極性電荷遷移能力、較小的激子結(jié)合能、優(yōu)異的光電轉(zhuǎn)換效率并且成本低廉,引起人們的廣泛關(guān)注。在短短幾年的時(shí)間里,其光電轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)突破22%,是通過(guò)開(kāi)發(fā)溶液合成技術(shù)與成膜技術(shù)用以控制形貌和鈣鈦礦組分來(lái)實(shí)現(xiàn)的。因此,溶劑工程、界面工程以及鈣鈦礦層形貌與結(jié)晶度的調(diào)控等成為鈣鈦礦太陽(yáng)能電池目前研究的一個(gè)重要方向。本論文主要著重于研究如何提高鈣鈦礦成膜質(zhì)量以提高平面鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的器件性能,并開(kāi)展了以下兩方面工作:(1)使用純?nèi)軇?氯苯、異丙醇)和兩者的混合溶劑分別來(lái)輔助一步法旋涂制備CH_3NH_3PbI_3和CH_3NH_3PbI_(3-x)Cl_x鈣鈦礦薄膜。通過(guò)純?nèi)軇┨幚砗突旌先軇┨幚淼腃H_3NH_3PbI_3和CH_3NH_3PbI_(3-x)Cl_x鈣鈦礦薄膜在表面覆蓋度以及晶粒尺寸上具有明顯的差異。此外,本文還系統(tǒng)深入地研究了這兩種類(lèi)型的鈣鈦礦晶粒的成核與生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)機(jī)理�；旌先軇┨幚砗笮纬闪司w數(shù)量少、結(jié)晶度低的CH_3NH_3PbI_3鈣鈦礦薄膜,導(dǎo)致器件的光電轉(zhuǎn)化效率較低。然而,氯苯處理后的CH_3NH_3PbI_3鈣鈦礦薄膜表面均勻、晶體表面覆蓋度和結(jié)晶度更高,相應(yīng)的器件效率達(dá)到8.1%。相反,基于CH_3NH_3PbI_(3-x)Cl_x的鈣鈦礦電池在混合溶劑處理后得到了最優(yōu)的器件效率(9.2%),而且器件具有高的重現(xiàn)性和低的光電流遲滯現(xiàn)象。這是由于混合溶劑處理后的CH_3NH_3PbI_(3-x)Cl_x薄膜表面形貌優(yōu)異無(wú)孔洞、晶粒尺寸更大,使其對(duì)光的吸收更充分。這些結(jié)論將為純?nèi)軇┘盎旌先軇┨幚淼腃H_3NH_3PbI_3和CH_3NH_3PbI_(3-x)Cl_x鈣鈦礦太陽(yáng)能電池在器件性能優(yōu)化以及大面積應(yīng)用中提供重要的指導(dǎo)意義。(2)通過(guò)將聚氨酯引入鈣鈦礦前驅(qū)體溶液來(lái)調(diào)控CH_3NH_3PbI_3鈣鈦礦晶體成核并降低結(jié)晶速率,獲得了晶粒尺寸大且覆蓋度高的鈣鈦礦薄膜,提高了器件的光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到18.7%。通過(guò)這種方法可以獲得微觀上具有緊湊的微米級(jí)晶粒,宏觀上光滑透亮的鈣鈦礦薄膜。此外,PU還可以平衡并穩(wěn)定鈣鈦礦中電荷的均勻分布,同時(shí)抑制碘離子的遷移,提高了器件的穩(wěn)定性并且?guī)缀鯖](méi)有光電流遲滯效應(yīng)。
[Abstract]:Solar cells based on organic-inorganic halide perovskite materials have attracted extensive attention because of their high absorption coefficient, excellent bipolar charge transfer ability, small exciton binding energy, excellent photoelectric conversion efficiency and low cost. In just a few years, the photoelectric conversion efficiency has exceeded 22%, which is realized by developing solution synthesis technology and film forming technology to control morphology and perovskite components. Therefore, solvent engineering, interface engineering and the regulation of perovskite layer morphology and crystallization have become an important research direction of perovskite solar cells at present. In this paper, we mainly focus on how to improve the film forming quality of perovskite to improve the device performance of planar perovskite solar cells, and carry out the following two aspects: (1) CH_3NH_3PbI_3 and CH_3NH_3PbI_ (3 鈮，

本文編號(hào)：2502295