聯(lián)噻吩材料在鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用.pdf

1、最近幾年，在光伏器件領(lǐng)域，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的發(fā)展極其迅猛。目前，文獻(xiàn)報(bào)道的最新效率已經(jīng)超過(guò)了21％，成為現(xiàn)今研究的熱點(diǎn)。然而，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池要實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的應(yīng)用，需要提升其在穩(wěn)定性方面的性能。在鈣鈦礦太陽(yáng)能電池器件中，空穴傳輸材料和添加劑都是影響器件效率和穩(wěn)定性的因素。為了降低器件制作成本，提高器件的穩(wěn)定性，推進(jìn)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池規(guī)模化的應(yīng)用，本論文主要對(duì)以下三個(gè)方面進(jìn)行了研究：
　　（1）為避免使用合成工藝復(fù)雜、價(jià)格昂貴的空穴傳輸

2、材料 Spiro-OMeTAD，首先在無(wú)添加劑的情況下，將一類準(zhǔn)三維結(jié)構(gòu)的材料作為空穴傳輸層應(yīng)用到介觀鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中，探討了這類空穴傳輸材料對(duì)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池器件性能的影響。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，材料DEPT-SC作空穴傳輸層時(shí)器件性能最好，效率達(dá)9.73%。載流子遷移率測(cè)試和靜態(tài)熒光光譜證實(shí)了材料DEPT-SC具有更好地空穴傳輸能力。
　?。?）為進(jìn)一步提高器件效率，我們以材料DEPT-SC為例，將P型添加劑F4TCNQ引入到鈣鈦礦

3、太陽(yáng)能電池中研究其對(duì)電池性能的影響。結(jié)果顯示當(dāng)向DEPT-SC中摻雜質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的F4TCNQ時(shí)，器件光伏性能最好（11.52%），與純DEPT-SC作空穴傳輸層時(shí)相比，主要表現(xiàn)在電池暗電流減小、開路電壓（增大了約60 mV）和填充因子（由0.693優(yōu)化至0.724）的提高。
　?。?）穩(wěn)定性衰退曲線表明，這類聯(lián)噻吩材料用在鈣鈦礦器件時(shí)穩(wěn)定性遠(yuǎn)優(yōu)于Spiro-OMeTAD用作空穴傳輸層的器件。添加劑 F4TCNQ對(duì)器件穩(wěn)定性幾乎