鈣鈦礦太陽電池致密層的制備及其光伏性能的研究.pdf

1、致密層作為平板鈣鈦礦太陽電池的重要組成部分之一，其材料的化學(xué)組成與厚度對平板鈣鈦礦太陽電池的光伏性能有很重要的影響，針對致密層的研究對平板鈣鈦礦太陽電池效率的優(yōu)化有一定的意義。本文以偏鎢酸銨的DMF/水溶液為前驅(qū)體溶液，采用旋涂-熱解法制備了不同厚度的WO3薄膜，并將其作為鈣鈦礦太陽電池的致密層，組裝了結(jié)構(gòu)為FTO/WO3/CH3NH3PbI3/spiro-OMeTAD/Au的平板鈣鈦礦太陽電池，測試和比較了其光伏性能，另外，氣相輔助法

2、制備的CH3NH3PbI3鈣鈦礦薄膜用異丙醇的沖洗處理對相應(yīng)鈣鈦礦太陽電池光伏性能的影響進(jìn)行了分析，利用X-射線衍射儀、場發(fā)射掃描電子顯微鏡和紫外-可見分光光度計對所制備的WO3薄膜的晶相、形貌和吸收光譜進(jìn)行了表征分析;以異丙醇鎢的異丙醇溶液為前驅(qū)體溶液，通過旋涂-熱解法制備了高品質(zhì)的超薄WO3致密層，對其晶相、形貌和吸收光譜進(jìn)行了表征分析，并探究了WO3致密層的厚度對相應(yīng)的平板鈣鈦礦太陽電池光伏性能的影響;本論文通過旋涂鈦酸異丙酯的異

3、丙醇弱酸溶液來制備三個不同厚度的TiO2致密層，系統(tǒng)地研究了TiO2致密層的厚度對平板鈣鈦礦太陽電池的光伏性能的影響，并運(yùn)用電化學(xué)阻抗譜對相應(yīng)平板鈣鈦礦太陽電池的界面電荷轉(zhuǎn)運(yùn)和復(fù)合情況進(jìn)行了分析。
　　結(jié)果表明，利用旋涂-熱解法制備的WO3薄膜是沿著(200)晶相擇優(yōu)生長，是有著良好結(jié)晶度的致密均一的薄膜，基于厚度為62nm的WO3薄膜的平板鈣鈦礦太陽電池獲得了7.18％的最高光電轉(zhuǎn)換效率（η），開路電壓(Voc)為0.67V，短

4、路電流(Jsc）為18.46mA·cm2及填充因子(FF)為0.62，而且用異丙醇沖洗處理氣相輔助法制備的CH3NH3PbI3鈣鈦礦薄膜能有效的提高平板鈣鈦礦太陽電池的光伏性能;本實驗方法所得到的WO3致密層是非晶的，是具有高品質(zhì)的超薄致密層，很均一緊密地完全覆蓋了下面的FTO襯底，基于厚度為15nm的WO3致密層的平板鈣鈦礦太陽電池獲得了10.14％的最高η，Voc為0.77V，Jsc為18.12mA·cm-2及FF為0.73，且隨著

5、致密層厚度的增加，相應(yīng)的平板鈣鈦礦太陽電池的η和Voc降低，Jsc增加;利用旋涂-熱解法制備的TiO2致密層是非晶的或者結(jié)晶度比較低，而且致密層表面非常的平坦，是一層均勻致密無針孔的薄膜。基于厚度為60nm的TiO2致密層的平板鈣鈦礦太陽電池獲得了12.64％的最高刀，Voc為0.92V、Jsc為19.16mA·cm-2及FF為0.71，而且隨著致密層厚度的增加，相應(yīng)的平板鈣鈦礦太陽電池的η降低，Voc和Jsc降低，F(xiàn)F增加，另外，隨著