【摘 要】
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钙钛矿太阳能电池作为一种新兴光伏技术,凭借优异的光电性能、简单的溶液制备工艺获得了广泛关注和迅速发展。其中,基于Ti O2/Zr O2/Carbon三层介孔膜结构的可印刷介观钙钛矿太阳能电池展现出良好的稳定性和易于大面积制备等优势,极具应用前景。目前,该类型钙钛矿太阳能电池的光电转换效率仍低于传统结构钙钛矿太阳能电池,这主要是由于其开路电压较低。本文围绕提升可印刷介观钙钛矿太阳能电池的开路电压和光
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钙钛矿太阳能电池作为一种新兴光伏技术,凭借优异的光电性能、简单的溶液制备工艺获得了广泛关注和迅速发展。其中,基于Ti O2/Zr O2/Carbon三层介孔膜结构的可印刷介观钙钛矿太阳能电池展现出良好的稳定性和易于大面积制备等优势,极具应用前景。目前,该类型钙钛矿太阳能电池的光电转换效率仍低于传统结构钙钛矿太阳能电池,这主要是由于其开路电压较低。本文围绕提升可印刷介观钙钛矿太阳能电池的开路电压和光电转换效率展开,从改善电子传输层与钙钛矿材料之间的界面出发,开展以下工作:（1）典型可印刷介观钙钛矿太阳能电池的制备。采用丝网印刷的方法制备具有Ti O2/Zr O2/Carbon三层介孔膜结构的钙钛矿太阳能电池介孔骨架,钙钛矿活性层选取添加3.5%5-氨基戊酸氢碘酸盐（5-AVAI）的混合阳离子钙钛矿材料（5-AVA）x（MA）1-xPb I3（MA=CH3NH3）,所制备器件光电转换效率达到13.86±0.34%,开路电压0.94±0.01 V,短路电流密度22.65±0.25 m A/cm2,填充因子0.65±0.02,该统计数据作为器件优化的对照数据。（2）针对可印刷介观钙钛矿太阳能电池中介孔Ti O2层与钙钛矿活性层所形成界面存在严重的复合反应这一问题,引入2-苯基苯并咪唑-5-磺酸盐（PBS-X,X=Li,Na,K）对介孔膜进行表面处理。研究表明,PBS-X主要吸附在介孔Ti O2层表面,可有效提升介孔Ti O2层的导带能级,使其与钙钛矿活性层形成更加合适的能带匹配,并有效抑制Ti O2/（5-AVA）x（MA）1-xPb I3界面的复合反应,使得器件开路电压获得明显提升;经PBS-Na处理的器件光电转换效率达到16.51%,开路电压达到1.02 V（短路电流23.06 m A/cm2,填充因子0.70）,相较于对照器件分别提升了13.78%和8.5%。（3）动态观察钙钛矿前驱液在介孔膜中的渗透动力学过程。通过研究前驱液扩散距离、扩散速度与时间的关系,建立了前驱液在介孔膜中渗透的动力学模型,为实现采用溶液法在大面积介孔膜中均匀沉积钙钛矿材料提供了理论参考,并初步探索了采用狭缝涂布工艺在介孔膜中均匀沉积钙钛矿材料的技术可行性。
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