氫鹵酸及氨水添加劑對鈣鈦礦薄膜形貌影響及電荷轉(zhuǎn)移的研究.pdf

1、鈣鈦礦太陽電池作為新興的薄膜太陽電池，由于其優(yōu)異的光電性能:高的載流子遷移率、合適的帶隙、高的摩爾消光系數(shù)，在近年來有了喜人的研究成果。作為鈣鈦礦太陽電池結(jié)構(gòu)中的重要的吸收光的部分，鈣鈦礦薄膜的質(zhì)量對鈣鈦礦太陽電池的性能有舉足輕重的影響，制備高質(zhì)量的鈣鈦礦薄膜是科學(xué)工作者的研究熱點之一。
　　為了制備高質(zhì)量的鈣鈦礦薄膜，選取了向前驅(qū)體溶液中加入添加劑的方法。首先選取了氫鹵酸作為添加劑，以一定的體積比加入到前驅(qū)體溶液中，制備的鈣鈦礦

2、薄膜形貌、結(jié)晶性都有較大的提高，將鈣鈦礦太陽電池的光電轉(zhuǎn)換效率從9.66％提高到15.2％。利用反溶劑法結(jié)合XRD和紅外分析，發(fā)現(xiàn)了一種全新的中間相產(chǎn)物:MAI-PbI2-DMF-xHX(X=Cl、Br、I)。從晶體的形核理論出發(fā)，結(jié)合中間相的形成，對氫鹵酸的作用機制給出了合理的解釋。在氫鹵酸作為添加劑取得成功之后，選取了堿性的氨水作為添加劑制備了鈣鈦礦薄膜，形貌和結(jié)晶性有一定的提高，電池的光電轉(zhuǎn)換效率提高到了13.5％。
　　鈣

3、鈦礦太陽電池的效率的提高離不開對其機理的深入理解，只有對電池內(nèi)部的電荷傳輸?shù)臋C理有深刻的理解，才能從優(yōu)化電池的結(jié)構(gòu)和材料上提高鈣鈦礦太陽電池的光電轉(zhuǎn)換效率。利用瞬態(tài)吸收技術(shù)，研究了鈣鈦礦薄膜的質(zhì)量對自身及器件內(nèi)電荷復(fù)合的影響，高質(zhì)量的鈣鈦礦薄膜中的載流子復(fù)合多以電子-空穴的直接復(fù)合為主，而在器件中高質(zhì)量的鈣鈦礦薄膜能抑制TiO2的導(dǎo)帶電子和Spiro上的價帶空穴之間的復(fù)合。研究了TiO2和鈣鈦礦及鈣鈦礦和Spiro之間的電荷復(fù)合問題，得