高性能钙钛矿太阳能电池的界面修饰与制备方法研究

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3、注明引用的内容夕卜，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对的个人和集体，均己在文中以明确方本文的研究做出重要贡献明。法由人承。式标本声明的律责任本担论签Ｉ名：五琢日：文作者期ｍＡＪ．Ｓ论文于使用授权的说明关本人完全了解太原理工大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交论文的原件与复以用影印、印论文；印件；学校可采缩或其它复制手段保存学位②查以学可被阅或借阅；学校可术交流为目③学校允许学位论文④的，赠送和学文可布论的全部或部复制交换位论

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5、制备方法及其对电池器件光伏性能的影响，并对影响机制进行了探讨；同时开展了电子传输层/钙钛矿吸光层界面的修饰方法研究，对修饰后电池器件的光伏性能进行了测试，并就界面修饰对光电性能的影响机理做了探究。主要研究成果如下：（1）在碘化铅薄膜与甲胺碘粉末接触反应生成钙钛矿薄膜的过程当中引入二甲亚砜（DMSO）溶剂，能够诱导钙钛矿薄膜晶粒长大、薄膜表面平整连续。实验优化结果表明，在15μLDMSO（腔体容积500mL）形成的蒸汽气氛中生长的钙钛矿薄膜晶粒粒径，由没有DMSO蒸汽气氛的300nm增加到至少1200nm，表面更平整。制备的钙钛矿器

6、件的光电转化效率（PCE）由11%提高到了14.33%。（2）三氨丙基3-甲氧基硅烷（APMS）水解产物对电子传输层/钙钛I太原理工大学博士学位论文矿吸光层界面的修饰作用。在本研究中，性能最好的电池的PCE从13.45%（未修饰）提高到了15.79%（修饰），平均效率从12.01%提高到了14.20%。界面修饰减小了钙钛矿前驱体溶液中主要溶剂γ-丁内酯（GBL）在修饰前后电子传输层表面的接触角，使钙钛矿薄膜更加连续平整。稳态荧光光谱（PL）测试表明，通过界面修饰提高了电子从钙钛矿层到电子传输层的注入比例，提高了电池的短路电流。电容

7、电压（C-V）测试表明，修饰层钝化了TiO2表面陷阱，提高了电池的填充因子。电化学阻抗谱（EIS）测试表明通过界面修饰，增加了界面的复合电阻，提高了电池的短路电流和填充因子。（3）研究了甲基氯化胺（MACl）对FAxMA(1-x)PbIyBr(3-y)型钙钛矿形貌的调控及对电池光伏性能的影响。MACl作为合成介质最终虽然没有原子直接进入钙钛矿分子中，但会极大影响钙钛矿的合成条件，有利于光伏性能的提高。通过不同的表征手段探究了对光伏性能提高的内在原因。实验结果表明，掺杂50%MACl的钙钛矿所制备的器件得到了18.55%的效率。器件

8、的PCE与MACl掺杂的质量分数呈正相关的关系。扫描电镜（SEM）表征表明，钙钛矿薄膜的晶体直径随掺杂MACl的质量分数增加而增加。截面SEM表征表明在掺杂50%MACl时，钙钛矿薄膜只存在竖直晶界。光电子在钙钛矿中扩散时不通过横向晶界，减少了光电