低温SnO₂电子传输层及高效平面钙钛矿太阳能电池

【作者】 杨光； 柯维俊； 郑小璐； 陈志亮； 马俊杰； 陈聪； 张琪； 方国家；

【机构】 武汉大学物理科学与技术学院；

【摘要】 本文在制备高效稳定的钙钛矿太阳能电池的研究基础上,主要对钙钛矿电池的电子传输层做了系统深入的研究工作。主要工作如下:1.运用一种低温溶液法制备的SnO₂纳米晶薄膜作为电子传输层,从而代替了传统的需要高温烧结的TiO₂。制备的SnO₂不仅可以作为电子传输层还可以作为减反层。此外,SnO₂的光电性能的研究结果表明,低温溶液法制备的SnO₂具有更加合适的带隙和更高的电子迁移率。所以平面的钙钛矿电池采用低温溶液法制备的SnO₂电子传输层具有更高的短路电流密度,开路电压,填充因子和超过17%的光电转换效率。2.创新性的使用富勒烯钝化的SnO₂量子点作为电子传输层,这将更加有利于钙钛矿电池中的电子传输和空穴阻挡。同时在钙钛矿的前驱体中加入少量的Pb（SCN）₂,可以使得钙钛矿的晶粒显著变大。并且还导致残余的PbI2对钙钛矿的晶界钝化,从而有效的降低了钙钛矿电池的暗电池和离子迁移,所以也降低了平面钙钛矿电池的磁滞效应和增加了电池的性能。平面的钙钛矿电池使用这种经过晶界钝化的钙钛矿吸光层和富勒烯钝化的SnO₂电子传输层可以取得最高为20.78%的反扫效率。3.结合了蒸发法制备的更加廉价稳定的CuPc空穴传输层和PbS插入层,成功制备了高效稳定的钙钛矿电池（器件2000h效率无衰减）。更多还原