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《高效率的钙钛矿太阳能电池的界面工程》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、高效率的钙钛矿太阳能电池的界面工程促进钙钛矿的理论能量转换效率依赖太阳能电池技术，而且需要微妙的动力学在整个动态控制设备。通过控制层钙钛矿的形成和仔细的选择其他的材料，我们抑制载波的复合吸收剂,促进载体注入到载波传输层，保持着良好的载波提取的屯极。当通过反向偏压扫描，测量电池PCE通常平均提高了16.6%,效率最高的19.3%是在一个没有抗反射涂层的平面几何上。制造钙钛矿太阳能电池是在空气和低温下从解决方案进行的，这应该简化制造大面积钙钛矿设备的性价比。冇机和无机杂化材料，特别是钙钛矿族，都表现出场效应大冇希望转录电阻取值，发光二极管，传感器，和光电检测器使用超过十年
2、。最近，铅卤化物钙钛矿(CH3NH3PbX3,X=Cl,Br,T)铅卤化物钙钛矿为主的薄膜光伏器件功率转换效率PCE在短短4年(2-6)从3.8%飙升到17%以上。在一个典型的钙钛矿型太阳能电池中，一个儿百纳米厚的吸收层，具有或不具有介孔的支架，被夹在电子和空穴传输层(ETLsandHTLs,respectively)Z间。当入射的光子吸收，载流子在其通过传输路径，包括在ETL或IITL时，在电极上，并在两者Z间的每个接I」行进吸收器创建的。为了增加全氯乙烯，必须精确地操纵载体沿从整个通路吸收到两个电极。迄今为止，迅速取得了进展在每个隔离层，主要侧重于钙钛矿薄膜加工及
3、相关材料的设计。其结呆，各种处理方法已被报道，聚焦在吸收特性和由此产生的器件的性能(7-15)o这些包括单步和连续溶液沉积(7-10),真空淀积(11),以及蒸汽辅助的溶液处理(12),它清楚地显示的结构中，组合物之间冇很强的关系，和钙钛矿型吸收剂的相应属性。根据其混合性质的深入了解，一个微妙的控制权，在钙钛矿薄膜的载流子是正常现象。尽管我们的比较初期的这个类吸收材料的理解，许多成功已通过优化器件结构和引入新的材料作为载流了传输层(16-30),特别是ETL的材料，如二氧化钛，氧化锌，二氧化钛和石墨烯的复合材料來实现(20-26)。虽然这些材料的改进的电了特性可以提供
4、设备的性能优势，吸收器，传输层和电极之间的界面障碍往往被视为与产生和保存载体种群的吸收剂本身相比次要关注。在追求高四氯乙烯，细胞就会不可避免地需要一个优化的载流子传输途径，充分利用所有的设备层和其相应的接II。我们已经通过在钙钛矿薄膜，在ETL和其有关的接II的勘探操纵跨越溶液处理的平面异质结的钙钛矿太阳能屯池的高效载体通路载体的行为。我们证明通过控制湿度条件下增强的重建过程小钙钛矿薄膜的沉积。这个过程导致了钙钛矿具有大幅减少载流子复合膜。我们还通过掺杂的TiO2的ETL上，以提高其载流子浓度和改性1T0电极，以降低其功函数改进的该装置屮的电子传输通道。这些变化所产生
5、的19・3%—PCE［见（31）测量细节。这些发现可进一步用于在钙钛矿系的设备在各种应用中，例如发光二极管，场效应晶体管，非线性光学元件，光导装置，化学森感器，和辐射探测器。AJ
6、CH^NH.PbCI,
7、StageIIIjA>StageII1PlL..hStageI1020304050・0A=s£=一2Theta(Degree)图1图1为钙钛矿结构的太阳能电池的能量水平对齐。（A）SEM横截面的装置的图像。从底部的层是：（i）ITO/PEIE,（u）Y型的TiO2,（iii）的钙钛矿，（iv螺OMeTAD,以及（v）的能级的Au,（B）图（相对于所述在该装置中的各功能
8、层的真空度），（C）的X射线衍射图案对应于钙钛矿薄膜演化与退火时间（第一阶段：20分钟，第二阶段：60分钟，第三阶段：85分钟）。（D和E）钙钛矿膜中的第二阶段（D）和第三阶段（E）-顶视图的SEM图像。J
9、CH^NH.PbCI,
10、StageIIIjA>StageII1PlL..hStageI1020304050・0A=s£=一2Theta(Degree)图1图1为钙钛矿结构的太阳能电池的能量水平对齐。（A）SEM横截面的装置的图像。从底部的层是：（i）ITO/PEIE,（u）Y型的TiO2,（iii）的钙钛矿，（iv螺OMeTAD,以及（v）的能级的Au,（B）图（
11、相对于所述在该装置中的各功能层的真空度），（C）的X射线衍射图案对应于钙钛矿薄膜演化与退火时间（第一阶段：20分钟，第二阶段：60分钟，第三阶段：85分钟）。（D和E）钙钛矿膜中的第二阶段（D）和第三阶段（E）-顶视图的SEM图像。我们制造的钙钛矿型太阳能电池具有一类似于常用副架构平面构型，但需耍一些修改。整个器件的制造是在低温（〈150°C）过程中进行。其结构在扫描电子显微镜（SEM）图像示于图1A。与此相反的大多数鈣钛矿太阳能电池，是基于FTO电极的ITO被用作电极,将其进一步经过修饰后用聚亚乙基亚胺乙氧基化（PEIE）（32）,含简单的脂族胺基
