【摘 要】
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钙钛矿材料由于其优异的光电性能,近年来被研究者们广泛关注。目前,钙钛矿太阳能电池已达到25.7%的认证效率。然而,在钙钛矿薄膜体内和表面产生的缺陷会严重影响钙钛矿器件的长期稳定性,是阻碍其发展的关键因素之一。另外,钙钛矿活性层与载流子传输层间不匹配的能级排列会严重影响器件性能。本论文以正式钙钛矿光伏器件为研究对象,采用多功能有机盐对钙钛矿太阳能电池中光活性层及界面改性,来提高器件效率与稳定性,具体
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钙钛矿材料由于其优异的光电性能,近年来被研究者们广泛关注。目前,钙钛矿太阳能电池已达到25.7%的认证效率。然而,在钙钛矿薄膜体内和表面产生的缺陷会严重影响钙钛矿器件的长期稳定性,是阻碍其发展的关键因素之一。另外,钙钛矿活性层与载流子传输层间不匹配的能级排列会严重影响器件性能。本论文以正式钙钛矿光伏器件为研究对象,采用多功能有机盐对钙钛矿太阳能电池中光活性层及界面改性,来提高器件效率与稳定性,具体如下:（1）调控钙钛矿活性层:以3-三乙氧基硅基丙基三甲基氯化铵（TPAC）作为添加剂修饰钙钛矿薄膜。研究发现,TPAC与钙钛矿间发生相互作用,能有效钝化表面及晶界处的缺陷,并调控钙钛矿晶粒生长过程,从而得到具有大尺寸晶粒、高结晶度和平整致密的钙钛矿多晶薄膜。此外,TPAC的硅氧烷基团还能够在晶界处交联形成硅氧网络,保护钙钛矿活性层,增强其湿度稳定性。基于TPAC修饰的钙钛矿光伏器件实现了21.08%的光电转换效率,经暗态存放1344 h后仍有93%的初始效率。（2）调控钙钛矿活性层/电子传输层界面:分别利用（2-羧乙基）二甲基氯化锍（CDSC）和3-二甲基氨基丙基酸盐酸盐（DPAH）改善电子传输层/钙钛矿活性层的界面特性。CDSC和DPAH不仅能显著抑制由于界面缺陷所导致的非辐射复合,还能改善能级排列,促进电荷的传输和提取。相比传统铵盐,研究发现具有锍鎓盐结构的CDSC和氧化锡的结合能力更强。基于CDSC修饰的钙钛矿光伏器件实现了22.22%的光电转换效率,并在60℃老化1272 h后能保持初始效率的92.5%,经暗环境放置1416 h后保持原有效率的98.2%。
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