【摘 要】
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随着对有机无机杂化钙钛矿(Organic-inorganic hybrid halogen perovskite,OIHP)材料的系统研究,钙钛矿太阳能电池(PSCs)的光电转换效率取得飞速进展,已可以与硅太阳能电池相媲美,然而在面临实际应用的道路上却遇到环境稳定性差的问题。OIHP材料本身对水氧的敏感性,成为商业化的拦路虎。通过优化OIHP材料本身的性质及界面层材料的调控来提高水氧稳定性,是提升
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随着对有机无机杂化钙钛矿(Organic-inorganic hybrid halogen perovskite,OIHP)材料的系统研究,钙钛矿太阳能电池(PSCs)的光电转换效率取得飞速进展,已可以与硅太阳能电池相媲美,然而在面临实际应用的道路上却遇到环境稳定性差的问题。OIHP材料本身对水氧的敏感性,成为商业化的拦路虎。通过优化OIHP材料本身的性质及界面层材料的调控来提高水氧稳定性,是提升稳定性的有效途径。二维OIHP材料的出现为改善PSCs稳定性带来了喜讯。二维OIHP材料本身具备有带隙可调、丰富的可选择离子、光电性能及稳定性优异等优势为其应用在PSCs中提供可能性。二维钙钛矿太阳能电池(2D-PSCs)的快速发展离不开众多研究者针对晶体取向、相分布等问题的攻克,然而2D-PSCs中的界面层选择及2D钙钛矿薄膜表面的界面钝化工作也是提高器件性能参数的重要策略,这方面研究相对空白,我们将围绕准2D钙钛矿对界面层的特殊要求性及界面间的缺陷钝化等问题展开研究:1)我们选择了相同链长但是形成不同结构(DJ、RP)的柔性大链阳离子(BDA、BA)作为修饰在AA2MA4Pb5I16的2D钙钛矿上层的材料,在表层形成DJ或RP结构的2D钙钛矿盖层,并且制备了钙钛矿薄膜及太阳能电池器件。第一次提出来DJ/RP异质结钙钛矿太阳能电池,经过BDAI2修饰后的准2D钙钛矿薄膜形成DJ/RP异质结,器件在获得了1.22V的开路电压,同时器件效率能过获得18.1%。我们利用XRD测试薄膜稳定性,在温度20±5℃湿度75±5%的条件下,将修饰及未修饰的钙钛矿薄膜放置在空气中,BDAI2修饰过的薄膜稳定性要显著优于未修饰薄膜及BAI修饰薄膜。最后器件稳定性条件如下:在氮气氛围中,60℃的器件热老化过程,在经过528 h后,BDAI2修饰后的器件基本未衰减,基础器件衰减了8%左右。2)我们利用了P3CT-Na/PTAA(Double-hole transport layer,Double-HTL)共同作为空穴传输层将二者优势有效的结合在一起,第一次将P3CT与PTAA结合并且制备PEA2MA4Pb5I16(n=5)钙钛矿薄膜及太阳能电池器件,改性后的器件具备更优异的性能,在获得了1.18 V的开路电压,同时器件效率能过获得17.1%。这篇工作还有较多的实验数据需要补充,工作还未完善,因此毕业前能将数据补充,完善此工作。我们研究Double-HTL将会为选择更适合的空穴传输层提出可行策略。
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