【摘 要】
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有机-无机杂化钙钛矿材料因其高光学吸收系数、高载流子迁移率和扩散长度、光学带隙直接可调性以及低温溶液可加工性等优点受到广泛关注。目前,钙钛矿太阳能电池（PSCs）已经达到25.7%的认证效率。但目前在钙钛矿材料中广泛使用的铅元素有剧毒,对环境有极其严重的影响,这也同时影响了PSCs的商业化进程。窄带隙锡铅混合钙钛矿材料因其低毒性、高电子迁移率以及低激子结合能等优点在众多无铅和少铅钙钛矿材料中脱颖而
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有机-无机杂化钙钛矿材料因其高光学吸收系数、高载流子迁移率和扩散长度、光学带隙直接可调性以及低温溶液可加工性等优点受到广泛关注。目前,钙钛矿太阳能电池（PSCs）已经达到25.7%的认证效率。但目前在钙钛矿材料中广泛使用的铅元素有剧毒,对环境有极其严重的影响,这也同时影响了PSCs的商业化进程。窄带隙锡铅混合钙钛矿材料因其低毒性、高电子迁移率以及低激子结合能等优点在众多无铅和少铅钙钛矿材料中脱颖而出。虽然窄带隙锡铅PSCs近几年发展迅速,光电转换效率（PCE）有明显的提升。但是,锡铅混合钙钛矿材料中存在的大量缺陷阻碍了其进一步应用:（1）Sn2+的氧化导致钙钛矿薄膜中出现大量的p型自掺杂;（2）锡铅混合钙钛矿快速结晶导致薄膜质量较差。所以,锡铅混合钙钛矿的结晶性能、薄膜形貌以及PSCs的稳定性仍面临重大挑战。本论文聚焦于窄带隙锡铅混合PSCs的制备工艺以及添加剂工程对其进行性能优化。主要包括以下两个方面:1.通过对锡铅混合钙钛矿制备工艺的探究,成功获得了该锡铅混合钙钛矿体系下太阳能电池的最佳制备条件,并初步获得了17.77%的光电转换效率。为下面的实验打下了基础。2.通过将4-肼基苯甲酸（HZBA）还原剂作为添加剂添加到锡铅混合钙钛矿前驱体溶液中,有效地抑制了钙钛矿前驱体溶液中的Sn2+氧化。同时,HZBA与Sn I2以及Pb I2之间的强相互作用有效地钝化了锡铅混合钙钛矿薄膜的表面缺陷,优化了钙钛矿薄膜的结晶性和表面形貌。这有利于我们在获得表面平整的高质量锡铅混合钙钛矿薄膜。另外,HZBA优化了钙钛矿的能带结构,促进钙钛矿与电子传输层之间的电荷传输。最终,基于HZBA添加剂工程制备的锡铅混合PSCs的PCE从标准样的18.3%提升至21.1%,并明显提升了其稳定性。此项工作首次在锡铅混合钙钛矿前体溶液中加入苯肼类物质,通过苯肼的还原性以及羰基与Sn2+/Pb2+的相互作用提升了锡铅混合PSCs的光电性能及稳定性,进一步促进窄带隙锡铅混合PSCs以及全钙钛矿叠层电池的发展。
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