高性能全无机钙钛矿薄膜的缺陷钝化及其太阳能电池器件研究

来源 :中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所) | 被引量 : 1次 | 上传用户:laumingka
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
有机无机钙钛矿太阳能电池因兼具备高光电转换效率(PCE)和低成本溶液加工等特点而备受青睐。然而,由于有机无机铅卤钙钛矿材料中含有对光、热和湿度敏感的有机阳离子,导致有机无机铅卤钙钛矿电池的长期稳定性较差,从而阻碍其商业化进程,因此不含有机阳离子的全无机铯铅卤钙钛矿材料(CsPbX3,X为卤素)受到广泛关注。但是溶液法制备得到的CsPbX3薄膜是多晶结构,其表面和晶界处存在大量缺陷,载流子在这些缺陷处会发生非辐射复合从而影响到器件性能,因此如何获得低缺陷态的CsPbX3薄膜是该领域需要解决的重要问题之一。为此,本论文通过钝化缺陷的方法制备了一系列低缺陷态的CsPbX3薄膜,深入研究了钝化处理对薄膜的结构与性质的影响,基于优化的薄膜制备了高效率且稳定性好的全无机CsPbX3钙钛矿太阳能电池。论文的研究内容包括以下两个部分:(1)使用聚乙二醇(PEG)作为添加剂来制备高质量的CsPbIBr2钙钛矿薄膜并将其应用到太阳能电池。采用一步溶液法制备得到的CsPbIBr2钙钛矿薄膜中孔洞较多并且在基底上的覆盖率较低,为了改善薄膜的质量,我们在CsPbIBr2钙钛矿前驱体溶液中加入适量的PEG。PEG可以减缓晶粒的生长,并且能够抑制钙钛矿相形成过程中的晶粒聚集,同时PEG还能够钝化CsPbIBr2薄膜的表面和晶界处的缺陷从而减小非辐射复合发生的几率,因此形成了孔洞更少的均匀薄膜,最终组装而成的太阳能电池表现出更好的光伏性能。与纯CsPbIBr2钙钛矿太阳能电池相比,其开路电压(VOC)和PCE分别从1.10 V和6.36%提升到了1.28 V和7.31%,而且表现出更好的环境稳定性。(2)使用锌离子(Zn2+)作为掺杂剂来制备高质量的CsPbI2Br钙钛矿薄膜并将其应用到太阳能电池。通过研究不同Zn2+掺杂量对CsPbI2Br薄膜的形貌、结构、光学和电学特性以及能级分布的影响,发现Zn2+掺杂可以得到形貌更均匀、缺陷态更少、电荷传输能力和光捕获能力更强的CsPbI2Br薄膜。同时,Zn2+掺杂可以对CsPbI2Br薄膜的吸收和能级进行调控。时间分辨荧光光谱测试结果显示掺杂Zn2+可以延长钙钛矿薄膜的荧光寿命从而增加载流子扩散距离并最终提高光电流和VOC。当CsPbI2Br薄膜中Zn2+的掺杂量最优时,组装而成的太阳能电池的VOC、短路电流和PCE分别从无掺杂时的1.123 V、13.27 mA cm-2和10.21%提升到了1.236 V、15.61 mA cm-2和12.16%,同时改善了器件的迟滞和储存稳定性。
其他文献
为了最大化地提高实验室的开放运行效能,探讨南通大学医学院医学实验室近几年的实验室开放的经验、成果和存在的问题及对策,以求摸索出适合医学实验室开放的运行模式,从而提
近年来,由于航运的复苏,沿江港口的进一步对外开放,越来越多的海轮直接驶入内河港,大大加速了水路运输的发展.然而,一些海轮驾驶员由于缺乏对内河航道、航行规章的熟悉了解等
组织学与胚胎学是医学教育中的基础学科,其内容抽象,知识繁杂。对于某些小专业作为考查课,课时少,内容多。授课形式单一、内容枯燥,学员学习积极性低,授课效果不理想。因此,
【中图分类号】G642 【文献标识码】A  【文章编号】2095-3089(2018)21-0247-01  随着教育全球化、创新化发展,教育改革强调终生学习、合作学习、多元学习。多元思维也就显得尤为重要。多元性思维分为合情推理思维、直观思维,聚合思维,发散思维,批判思维等。在面对问题时能够运用各种数学思维,通过小组合作探究,以多元的角度寻找解决问题的途径,是相当必要的。如何培养学生的多元思维? 
随着社会经济的发展,电力用户开始注重电能质量和供电的可靠性,对配电系统运行管理水平提出了更高的要求。配电自动化作为一种高效的配电网控制技术,可以实时监测配电网运行
本文从军人健康信息查询系统建设的背景、军队医院实际工作出发,详细介绍了军人健康信息服务平台.重点从军人健康信息需求研究、多层WEB应用的结构、网络与数据安全技术的使用