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近年来,由于有机-无机杂化钙钛矿太阳能材料的一些特有性能,如:超高的电子迁移率、超长的载流子扩散长度以及光学系数高等诸多因素,得到了人们的广泛关注。其中有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池(Perovskite Solar Cells)光电转化效率(Power Conversion Efficiency)从2009年的3.8%到目前最高纪录刷新超过24.2%。然而,抛开这些优异的特有性能,有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池器件仍然存在一些短板。首先,大部分高效率钙钛矿太阳能电池的制备是利用刚性FTO、ITO基板,不利于实际应用和商业化生产。其次,器件制备工艺复杂、制备过程中高温烧结过程需要消耗大量的能量,并且对环境造成一定程度的污染。此外,钙钛矿太阳能电池界面处的电荷损失和载流子复合也严重影响了器件的光电转化效率。因此,对于如何通过简化钙钛矿太阳能电池制备工艺,省去高温烧结过程,以及如何通过对电池界面处的修饰处理,来同时提高电池性能和实际应用至关重要。本论文主要致力于柔性钙钛矿太阳能电池的制备、界面修饰工程、复合空穴传输层在钙钛矿太阳能电池中的应用研究。主要分为以下三个部分进行探索:(1)柔性钙钛矿太阳能电池(PSCs)由于具有质量轻,柔性以及卷对卷的制造工艺,在薄膜太阳能电池领域引起了极大的关注。同时,低温和可溶液加工的纳米颗粒可制备出简单且低成本的电子传输层(ETLs)。我们通过使用NOBF4去除TiO2-NRs和TiO2-NCs中油酸(OA)和油胺(OAm)等长链官能团,并在柔性ITO基板上组装掺杂有TiO2-NRs的TiO2-NCs制备出低温ETLs。由于TiO2-NRs具有高度有序结构和大比表面积等特性,有利于形成形状致密、光滑、透明以及高电子提取能力的ETLs。为了更好地探索TiO2-NRs在TiO2-NCs ETLs中的最佳掺杂比,我们制备出不同体积比的TiO2-NRs掺杂TiO2-NCs ETLs,结果表明体积比为TiO2-NRs/TiO2-NCs=20%时,达到最高的光电转化效率(PCE)为16.76%,相对于未掺杂TiO2-NRs的器件PCE只有12.59%,并且有轻微的迟滞现象。这项工作将有助于通过简单的制造工艺制备高效的柔性钙钛矿太阳能电池。(2)具有优异光伏特性的有机-无机卤化物钙钛矿太阳能电池(PSCs)仍具有一些短板,需要进一步提高器件性能。而PSCs中界面处的电荷损失和载流子复合是抑制电池PCE的关键因素。在这里,我们通过一种简单的方法,即用NiOx纳米晶(NiOx-NCs)修饰PSCs中的ETLs和钙钛矿层之间的界面来解决这些问题。优化的器件实现了高达19.47%的PCE。NiOx-NCs的界面修饰工程改善了界面的接触,在增强电荷传输动力学的同时抑制相应器件中的载流子复合,这一探索有助于提高器件的开路电压(Voc)和短路电流(Jsc)。因此,这项工作为双界面改性工程来提高PSCs的性能提供了新的指导方针。(3)作为重要的无机空穴传输材料,NiO具有成本较低、稳定性好、空穴迁移率高等优点,被广泛应用于反式钙钛矿太阳能器件中。由于NiO大多需要高温退火过程才能达到高的空穴迁移率,而有机-无机杂化钙钛矿不具有高温稳定性,所以将p型NiO作为空穴传输层应用于正式钙钛矿太阳能器件的研究非常罕见。在该项工作中,我们主要通过合成低温NiOx-NCs,并将其掺杂到Spiro-OMeTAD中作为复合空穴传输层,应用于正式钙钛矿太阳能器件中,来提高空穴提取速率,从而增加器件的Voc和填充因子(FF),达到19.16%的PCE。这一探索为无机空穴传输层以及双空穴传输层提供了新的思路。