【摘 要】
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钙钛矿太阳能电池(PSCs)作为第三代太阳能电池,在短短几年时间里,其效率从3.8%飞速上升到25%以上。然而传统制备钙钛矿太阳能电池电极的方式是昂贵的真空蒸镀技术,这大大限制了未来制备大面积电池的发展。层压方式制备电池成功避免了真空蒸镀法的各种限制,且可以将太阳能电池结构的制造分离,避免了溶剂对界面层的相互影响带来的器件性能下降,降低PSCs制造的难度和复杂性。本文主要进行了以下三个方面的工作:
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钙钛矿太阳能电池(PSCs)作为第三代太阳能电池,在短短几年时间里,其效率从3.8%飞速上升到25%以上。然而传统制备钙钛矿太阳能电池电极的方式是昂贵的真空蒸镀技术,这大大限制了未来制备大面积电池的发展。层压方式制备电池成功避免了真空蒸镀法的各种限制,且可以将太阳能电池结构的制造分离,避免了溶剂对界面层的相互影响带来的器件性能下降,降低PSCs制造的难度和复杂性。本文主要进行了以下三个方面的工作:(1)制备了用层压银纳米线(Ag NW)取代蒸镀Ag电极的倒置钙钛矿太阳能电池,并研究了层压不同的Ag NW电极对倒置钙钛矿太阳能电池器件的影响。从银线的制备方式、银线的厚度和银线直径大小(称为粗细)三方面,来研究证明喷涂的粗银纳米线更适合层压法制备太阳能电池。(2)以具有粘合作用的缓冲层作为层压层,在常温下完成同质层层压制备了倒置钙钛矿太阳能电池。在上下半电池叠层上分别旋涂一层聚乙烯亚胺(PEI)缓冲层,在一定压强下成功将两叠层牢牢贴合在一起并形成良好的接触。从层压的压强、层压的时间、制备层压层PEI的溶液浓度三个方面,探究了最佳层压器件的工艺。最佳层压器件的能量转换效率(PCE)达13.53%,为使用蒸镀Ag金属电极的标准器件效率的90%。(3)首次使用空穴传输层(HTL)作为层压层,不需要任何胶水,在室温下进行同质层层压,制备了正置钙钛矿太阳能电池。实现了在常温下、且不使用任何胶水的情况下,成功地使2,2,7,7-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9-螺二芴(Spiro-OMe TAD)上下层贴合在一起。通过对器件的氧化时间的优化和引入改善层压层接触的PEI,优化了层压器件。最佳层压器件的PCE为8.2%。
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