【摘 要】
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在过去的十几年里,钙钛矿太阳能电池（PSC）作为一种高效、低成本的光伏发电技术,受到了世界各国的广泛关注,光电转换效率短短十余年从3.8%突破了25%。除了效率,钙钛矿太阳能电池的稳定性也是研究人员时刻关心的问题,以本论文研究的钙钛矿材料甲胺铅碘（MAPb I3）来说,环境中的氧气和水分会侵蚀MAPb I3钙钛矿薄膜从而导致电池器件的使用寿命大幅度降低,而且薄膜分解出的重金属铅也会危害生态环境,更
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在过去的十几年里,钙钛矿太阳能电池（PSC）作为一种高效、低成本的光伏发电技术,受到了世界各国的广泛关注,光电转换效率短短十余年从3.8%突破了25%。除了效率,钙钛矿太阳能电池的稳定性也是研究人员时刻关心的问题,以本论文研究的钙钛矿材料甲胺铅碘（MAPb I3）来说,环境中的氧气和水分会侵蚀MAPb I3钙钛矿薄膜从而导致电池器件的使用寿命大幅度降低,而且薄膜分解出的重金属铅也会危害生态环境,更严重的会危及到人身安全。本文在传统MAPb I3钙钛矿薄膜的基础上,通过使用不同的、大离子半径的有机阳离子来构造二维/三维钙钛矿异质结构,最终实现高效稳定的钙钛矿太阳能电池。具体内容如下:通过引入具有苯环结构的碘化苯乙基胺（PEAI）,来制备二维/三维钙钛矿异质结构,通过改变PEAI的浓度控制二维覆盖层的厚度,合适厚度的二维覆盖层能提高钙钛矿太阳能电池的稳定性,而且原位生长的二维钙钛矿覆盖层作为钝化层,能够有效消除三维钙钛矿薄膜表面的陷阱态,抑制非辐射复合,更容易产生空穴,从而使二维/三维钙钛矿太阳能电池的光电转化效率（PCE）提高到18.60%。为了探究分子刚柔性不同对电池效率和稳定性的影响,将PEAI的苯环结构替换为环己烯,即使用2-（1-环己烯基）乙胺氢碘酸盐（CEAI）,利用其分子内更弱的相互作用,制备了更均一的二维/三维钙钛矿薄膜,与PEAI相比,CEAI中较弱的环己烯分子内的相互作用能够防止不良的聚集,会产生更均匀的薄膜和减少非辐射复合,基于该方法制备的钙钛矿太阳能电池获得了高达19.43%的效率,并具有良好的重复性,且电池器件在自然条件下稳定性获得更大的提升。通过将环己烯替换为易于分散到钙钛矿晶格中的柔性烷基链即异戊胺氢碘酸盐（PNAI）作为界面卤化物盐,通过简单的热处理工艺,在三维钙钛矿表面形成更高n值的多组分二维钙钛矿,由于高n值的二维钙钛矿（n≥3）更加有利于界面上的电荷转移,获得了效率高达19.89%且更低迟滞效应的钙钛矿太阳能电池,特别是PNAI的支链结构还赋予钙钛矿优良的抗湿性,能大大提高了电池器件的环境稳定性。
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