【摘 要】
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有机-无机卤化钙钛矿是一种杂化钙钛矿材料,它制备工艺简单,成本低廉而且具有优异的光电特性,广泛应用于各类光电器件。基于有机-无机卤化钙钛矿薄膜的太阳能电池光电转换效率目前已达到了25.2%,有希望替代晶硅太阳能电池,然而器件伏安特性曲线的迟滞现象以及器件对水氧的过度敏感,阻碍了其应用前景。但其伏安特性曲线的迟滞现象却可适用于电阻开关器件,再加上其具有电子-离子传导性能和光敏性,有望开发新一代光敏电
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有机-无机卤化钙钛矿是一种杂化钙钛矿材料,它制备工艺简单,成本低廉而且具有优异的光电特性,广泛应用于各类光电器件。基于有机-无机卤化钙钛矿薄膜的太阳能电池光电转换效率目前已达到了25.2%,有希望替代晶硅太阳能电池,然而器件伏安特性曲线的迟滞现象以及器件对水氧的过度敏感,阻碍了其应用前景。但其伏安特性曲线的迟滞现象却可适用于电阻开关器件,再加上其具有电子-离子传导性能和光敏性,有望开发新一代光敏电阻开关器件。另一方面,性质稳定的氧化镍（NiO）是一种P型半导体,能级与有机-无机卤化钙钛矿材料相匹配,具有较宽的光学带隙和较大的透射率,是一种良好的无机空穴传输层材料。本文选取有机-无机卤化钙钛矿CH3NH3Pb I3和无机半导体NiO为研究材料,用溶液法制备了NiO/CH3NH3Pb I3堆栈结构器件,研究了器件的光伏特性和电阻开关特性。所取得研究成果如下:（1）我们在覆盖氧化铟锡（ITO）或掺氟氧化锡（FTO）的玻璃衬底上用溶液法了制备NiO/CH3NH3Pb I3/PCBM平面倒置结构太阳能电池,研究了透明电极材料,NiO旋涂次数和前驱体溶液浓度对NiO薄膜、CH3NH3Pb I3薄膜表面形貌和微结构以及器件光伏特性的影响。优化条件制备的器件获得了高达16.69%的光电转化效率和1.04 V的开路电压,优于同类用溶液法制备无机空穴传输层的有机-无机卤化钙钛矿太阳能电池的光伏特性.（2）我们探究了NiO薄膜厚度和CH3NH3Pb I3薄膜退火温度对器件电阻开关性能的影响。当NiO薄膜厚度为80 nm,CH3NH3Pb I3薄膜退火温度为70℃时,器件在超低的电压（0.2～0.5 V）下即可呈现出稳定的电阻开关现象:高/低电阻比>10~3,未封装器件在大气环境中可稳定循环400个周期。通过改变限制电流和施加光辐照,器件初步表现出多级电阻态电阻开关特性。在外加电场作用下,CH3NH3Pb I3薄膜内形成碘离子空穴导电细丝通道,而NiO薄膜与CH3NH3Pb I3界面区域形成了类“p-n结”,二者共同作用使得器件呈现出低压电阻开关性能。本文用溶液法制备的NiO/CH3NH3Pb I3有机-无机复合堆栈结构不仅有效提升了器件的光伏性能,而且还表现出独特的低压电阻开关特性,为设计新型无机-有机复合光敏电阻开关器件提供了新的研究思路和借鉴
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