低温制备稳定高效无机钙钛矿CsPbIBr₂太阳能电池

【作者】 王华昕； 杨波； 曹斯亮； 王明； 胡晓飞； 臧志刚；

【机构】 重庆大学光电工程学院；

【摘要】 无机钙钛矿（CsPbIBr₂）作为太阳能电池吸光层,具有优异热稳定性（400℃）、低相变温度（100℃左右）及制备温度低等特点,受到国内外学者的密切关注。然而,目前该体系太阳能电池的电子传输层（ETL）通常采用TiO₂致密层和介孔层的结构,TiO₂的制备需要400℃以上的高温,增加了能耗的同时也不利于器件的拓展应用。基于此,本文提出一种使用低温制备SnO₂（热退火温度小于150℃）作为电子传输层的方法。通过对钙钛矿吸光层进行分步热退火获得了致密的钙钛矿薄膜,并制备了ITO/SnO₂/CsPbIBr₂/Spiro-OMeTAD/Ag太阳能电池。电池最高转换效率（PCE）达到8.94%,在已经报道的低温制备（<200℃）CsPbIBr₂太阳能电池中处于最高水平。另外,该电池的开路电压达到1.20 V,短路电流也高达11.28 mA/cm²。通过比较器件在大气环境中放置6天后发现:随着空穴传输材料Spiro-OMeTAD氧化的深入,器件平均转换效率也持续增长,在第6天达到最大值（8.04±0.6%）,比第3天的平均效率（6.45±0.93）提高了25%左右。更多还原