以碳纤维为空穴传输层的钙钛矿太阳能电池

【作者】 魏建武； 黄富嵘； 刘旭； 姜乃萌； 夏唯伟； 周立亚； 庞起；

【机构】 广西大学化学化工学院；

【摘要】 碳纤维是一种碳含量高于90%的无机纤维材料。它的低密度,高强度和良好导热,导电性备受研究者的青睐,同时碳纤维具有三维立体的网状结构,能够为其负载的材料提供良好接触。除了以上优异性能外,它的主成分--碳纳米分子的最高占有轨道(HOMO:Highest Occupied Molecular Orbital)能级在-5.0eV[1],仅仅稍微高出CH3NH3Pb I3的价带能级(-5.4e V),这有利于空穴由钙钛矿层向空穴传输层转移,由此可知采用碳纤维做空穴传输材料完全能提供良好的空穴测试效果。同时,碳纤维的三维立体网状结构能使其与钙钛矿层形成良好的接触,有效提高电池的填充因子。并且,碳纤维良好的导电性使其能够作为电池的电极,从而代替了昂贵的金属电极,大大的降低了电池成本。实验通过旋涂法在FTO玻璃基底上制备纳米二氧化钛薄膜[2],充当电子传输层作用,在薄膜上旋涂获得钙钛矿活性层,最后将碳纤维平铺在其上,从而获得一种三明治结构的太阳能电池。电池结构示意图如图例一。更多还原