【摘 要】
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钙钛矿太阳能电池因其高效率、低成本和易加工性等特点成为了近年来光伏领域最受欢迎的研究课题之一,光电转化效率也从最开始的3.8%迅速提高到最新认证的24.2%。要获得高转化效率通常离不开传统的高温工艺,也限制了它在柔性衬底上的应用,而可低温制备的反式p-i-n结构钙钛矿太阳能电池为解决这一问题提供了很好的策略。为了保证反式钙钛矿太阳能电池效率,选择能级合适、高导电性、高稳定性的空穴传输材料至关重要。
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钙钛矿太阳能电池因其高效率、低成本和易加工性等特点成为了近年来光伏领域最受欢迎的研究课题之一,光电转化效率也从最开始的3.8%迅速提高到最新认证的24.2%。要获得高转化效率通常离不开传统的高温工艺,也限制了它在柔性衬底上的应用,而可低温制备的反式p-i-n结构钙钛矿太阳能电池为解决这一问题提供了很好的策略。为了保证反式钙钛矿太阳能电池效率,选择能级合适、高导电性、高稳定性的空穴传输材料至关重要。本文以反式钙钛矿太阳能电池为研究对象,引入典型p型半导体材料CuPc作为空穴传输层开展其制备方法及性能研究,主要内容如下:（1）引入无掺杂CuPc材料作为空穴传输层,提出一种基于CuPc的反式钙钛矿太阳能电池全低温制备方法。测试表明,热蒸发沉积得到的CuPc层薄膜形态均匀致密,具有良好的平整性和覆盖性,能与钙钛矿光吸收层形成良好的界面接触,有利于光生载流子的提取和传输。当CuPc厚度为10 nm时,器件在刚性基底ITO上取得了15.37%的光电转化效率,正反扫曲线基本重合,具有可忽略的滞后效应,且器件在空气环境中保持了较好稳定性。（2）在钙钛矿光吸收层制备中引入溶剂辅助退火方法,在烘烤过程中增加DMF蒸汽氛围来改善钙钛矿薄膜质量,研究发现电池的关键性能参数均有提升,光电转化效率也提高到15.69%。进一步将PCBM和C60作为电子传输层制备钙钛矿太阳能电池,结果表明C60电子传输层的电池整体性能优于PCBM电子传输层,并获得了16.49%的最高光电转化效率。（3）制备出基于PET-ITO的柔性钙钛矿太阳能电池,PCBM电子传输材料柔性电池获得12.66%的光电转化效率,而C60电子传输材料柔性电池获得12.93%的最高光电转化效率。在弯曲半径5 mm、弯曲循环3000次的机械稳定性测试条件下,PCBM和C60柔性钙钛矿太阳能电池的效率分别保持初始效率的81.8%和79.0%,表现出了出色的弯曲稳定性。
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