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《北京交通大学》 2018年
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钙钛矿太阳能电池制备工艺及其界面层的优化

李兴友  
【摘要】:钙钛矿太阳电池作为一种新型太阳能电池,凭借着其光电转换效率高、成本低廉、工艺简单、可湿法制备等优势,逐渐成为国内外研究热点。近年来,关于钙钛矿太阳能电池的研究不断取得突破,其光电转换效率达到了 22%,稳定性也显著改善。工艺优化和界面修饰是提高钙钛矿太阳能电池性能的两个重要手段。本文一方面研究钙钛矿太阳能电池的制备工艺对钙钛矿薄膜组织形貌和器件性能的影响,并在此基础上优化了二步法制备钙钛矿薄膜的工艺;另一方面采用polyethylene oxide(PEO)对PCBM电子传输层进行修饰,分析其对电池器件性能的影响及作用机理。首先对器件的制备方法进行了探索和研究。通过二步法制备钙钛矿太阳能电池,发现改变基片预热、各溶液的转速、浓度、钙钛矿的退火温度等因素能够对活性层的结晶和表面形貌进行改善。经过尝试找到了高效率钙钛矿太阳能电池的制备方式。此外,采用预制层优化二步法可以有效降低钙钛矿薄膜中PbI2的含量,当前驱液浓度为0.2mol/L时,钙钛矿薄膜中PbI2含量最少,覆盖率最高,电池效率达到11.08%。然后研究了 PEO对PCBM电子传输层的修饰效果和作用机理,结果表明:PEO修饰层的引入能有效地提升器件的各项参数,当PEO溶液浓度为2.5mg/mL时,电池器件的各项性能达到最优,短路电流密度和光电转换效率最大,分别达到了20.75 mA/cm2和13.8%。同时,电池器件的迟滞现象得到了很好的抑制。经过PEO修饰后的器件界面接触得到了改善,有着更小的漏电流,减少了器件表面复合。
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TM914.4

【参考文献】
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