溅射制备二氧化钛电子传输层及其在平面型钙钛矿太阳电池中的应用

【作者】 范琳； 梁俊辉； 邢宇； 姚鑫； 魏长春； 张德坤； 王广才； 赵颖； 张晓丹；

【机构】 南开大学光电子薄膜器件与技术研究所；

【摘要】 平面型有机/无机混合金属卤化物钙钛矿太阳电池由于其制备工艺简单及开路电压高等特点引起了广泛的关注[1]。溅射法制备致密二氧化钛（TiO₂）电子传输层的平面型钙钛矿太阳电池具有较高光电转换效率[2]。溅射的TiO₂薄膜具有致密性高、可控性好等优点,能有效防止电池发生短路现象,同时阻止载流子的复合。本文研究了TiO₂致密层厚度对钙钛矿电池性能的影响,结果表明:随致密TiO₂薄膜厚度的增加,电池性能先升高后降低。过厚的高阻TiO₂致密层使得串联电阻增大,导致电子传输距离过大,恶化电池性能。另一方面,由于TiO2厚度的增加,使得透过率显著降低,造成电池短路电流密度的降低。经研究发现,在本实验中当致密TiO₂薄膜厚度为120nm时,电池性能最佳,其I-V测试反向扫描得到效率为17.27%（Voc=1.04V,Jsc=23.31mA/cm²,FF=71.07%）,但是正向扫描效率只有7.64%,文中也对该现象也进行了初步分析。更多还原