基于同一结构的钙钛矿太阳电池和钙钛矿LED研究

【作者】 王敏焕； 冯昱霖； 边继明； 史彦涛；

【机构】 大连理工大学物理学院； 沈阳工程学院新能源学院；

【摘要】 近年来,钙钛矿材料因其优良的光吸收和电荷传导特性而成为新型光伏领域的研究热点,其光电转换效率从2009年的3.8%迅速提高到如今的22.1%^[1-2],已成为目前新型太阳能电池领域的研究热点。此外,钙钛矿材料还表现出优良的发光特性,并因其具备成本低廉、工艺简单、发光波长易于调节等优势,入选2014年LED照明行业十大创新技术成果之一。但是,由于作为太阳电池和LED发光时工作机理不同,对器件结构和材料微观形貌、载流子传输性能要求也不同,在同一器件上同时实现高效率电池和发光的研究鲜有报道。本文采用溶液法制备了FTO-SnO₂/m-TiO₂+MAPbI₃/Spiro-OMeTAD/Ag结构的钙钛矿电池。J-V曲线图如图1a所示,V_oc达到1.09V,光电转换效率达17%。同时,同一结构器件还实现了良好的电致发光特性,钙钛矿LED在1.6V时的发光照片如图1b。基于能带理论详细阐述了这一结构中吸光发光时的载流子传输机制。这一成果将给多功能化、材料高利用率、低损耗低污染的光电电光转换器件提供实践基础。这些机理的研究对提高钙钛矿太阳电池和LED的器件性能和稳定性是至关重要的。更多还原