【摘 要】
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钙钛矿太阳能电池拥有成本低、工艺简单以及光伏性能优异等优点,作为一种最有发展前景的光伏发电技术之一而受到广泛关注.然而,钙钛矿太阳能电池仍然面临一些挑战,比如长程稳定性、大面积电池器件制备工艺等问题.载流子传输层开发与优化是解决上述问题有效方法之一.二氧化锡(SnO2)纳米材料因其具有较高电子迁移率、较宽带隙、长程化学稳定性和匹配能级等优点而被认为是高效的电子传输材料.针对溶胶凝胶法制备的SnO2
【机 构】
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淮阴工学院电子信息工程学院 江苏淮安 223003
【出 处】
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第八届新型太阳能材料科学与技术学术研讨会
论文部分内容阅读
钙钛矿太阳能电池拥有成本低、工艺简单以及光伏性能优异等优点,作为一种最有发展前景的光伏发电技术之一而受到广泛关注.然而,钙钛矿太阳能电池仍然面临一些挑战,比如长程稳定性、大面积电池器件制备工艺等问题.载流子传输层开发与优化是解决上述问题有效方法之一.二氧化锡(SnO2)纳米材料因其具有较高电子迁移率、较宽带隙、长程化学稳定性和匹配能级等优点而被认为是高效的电子传输材料.针对溶胶凝胶法制备的SnO2薄膜导电性较差、缺陷较多等问题,本研究采用界面工程策略优化氟掺杂氧化锡(FTO)导电玻璃与SnO2薄膜界面.利用食人鱼溶液处理FTO玻璃,在其表面上引入大量羟基,从而有利于SnCl2·2H2O前驱体溶液在旋涂过程中被FTO玻璃表面吸附,并发生反应.再经热处理过程,即可获得性能优异的SnO2薄膜.实验结果表明,SnO2薄膜具有较高导电性、较低缺陷密度以及与三元钙钛矿能级相匹配等优点.同时,SnO2薄膜还展现出较小表面粗糙度,有利于在其表面上制备高质量钙钛矿薄膜.利用经过优化的SnO2薄膜作为电子传输层,构建出结构为FTO/SnO2/Cs0.05 (MA0.17FA0.83)0.95Pb(I0.83Br0.17)3/Spiro-OMeTAD/Au的钙钛矿太阳能电池,其最高能量转换效率由18.28％提高到19.51％,并且平均电池器件效率由17.82％提高到18.89％.此外,最优化的电池器件呈现出优异的长程稳定性,且在氨气手套箱中保存4000小时以上,电池器件效率仍然维持在原始效率的97％.
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