【摘 要】
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有机-无机杂化钙钛矿材料具有可调的帯隙、高的吸收系数、高的载流子迁移率、长的扩散长度等优异的光电特性,而受到了广泛的关注和深入的研究。基于钙钛矿的太阳能电池的光电转换效率已经从最初的3.8%快速地提高到现在的25.5%,成为最具应用前景的太阳能电池之一。然而,在钙钛矿电池商业化的进程中,还有许多问题有待解决。其中,钙钛矿薄膜的质量是取得高性能器件的关键。所以,获得覆盖率高、晶粒尺寸大、均匀致密且无
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有机-无机杂化钙钛矿材料具有可调的帯隙、高的吸收系数、高的载流子迁移率、长的扩散长度等优异的光电特性,而受到了广泛的关注和深入的研究。基于钙钛矿的太阳能电池的光电转换效率已经从最初的3.8%快速地提高到现在的25.5%,成为最具应用前景的太阳能电池之一。然而,在钙钛矿电池商业化的进程中,还有许多问题有待解决。其中,钙钛矿薄膜的质量是取得高性能器件的关键。所以,获得覆盖率高、晶粒尺寸大、均匀致密且无针孔的钙钛矿薄膜至关重要。本论文主要选取CsPbIBr2这一无机钙钛矿材料,并基于FTO/Ti O2/CsPbIBr2/Spiro-OMe TAD/Au平面异质结太阳能电池结构,深入研究器件制备及性能。论文提出了两种改善薄膜的方法。其一,在无机钙钛矿CsPbIBr2的前驱液中引入挥发性有机盐醋酸甲脒（FAAc）,调控CsPbIBr2薄膜的结晶生长过程及内部的缺陷态密度。当FAAc的浓度为40 mg/m L时,器件性能达到最佳,与参比器件相比,光电转化效率提升超过35%,达到9.44%,开路电压、短路电流密度都有所改善。同时,20个独立器件的平均光电转化效率从5.77%提高至8.31%,器件效率的分布变窄,具有更好的重复性。其二,在CsPbIBr2前驱液中引入微量的Zn X2（X:I、Br、Cl）,通过Zn2+取代CsPbIBr2钙钛矿中部分的Pb2+,微调了其晶体结构。这提高了薄膜的结晶度,使得其晶粒尺寸增加,缺陷减少。掺杂0.5%的Zn X2的CsPbIBr2太阳能电池的光电转化效率从6.93%分别提高至8.14%、7.45%、7.82%。同时,20个独立器件的平均光电转化效率从5.87%分别提升至7.09%、6.44%、6.60%,且器件效率分布变窄,具有良好的重复性。
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