基于SnO2 ETL的碳基钙钛矿太阳能电池研究

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柔性、可穿戴太阳能电池产品的社会需求对钙钛矿太阳能电池的低温制备技术提出了新的挑战。SnO2是一种具有高迁移率,高透明性,高稳定性等特点的n型宽带隙半导体材料,可以低温制备得到电子传输层(ETL),且不会出现由于表面的氧分子解吸附所造成的紫外光照下电池不稳定的问题,然而整个钙钛矿电池的低温制备技术仍需改进。本文以SnCl2·2H2O为锡源,用溶胶凝胶法制备了SnO2前驱体溶液,旋涂于FTO导电玻璃,200℃烧结一小时制备了SnO2 ETL层;再以一步旋涂法制备CH3NH3PbI3层;以一种简单高效的乙醇溶剂替换法处理了商业导电碳浆,得到的疏松多孔的导电碳材料刮涂成为对电极,取代了昂贵的空穴传输材料spiro-OMeTAD和金电极,构筑了一种以SnO2为电子传输层的平面n-i-p结构钙钛矿太阳能电池FTO/SnO2/CH3NH3PbI3/Carbon。整个电池的制备过程全部在低于200℃的条件下进行,原料成本低廉,操作条件温和,操作方法简单,可规模化生产。制备得到的电池具有8.32%的光电转换效率,未封装电池在空气中一个月后,仍具有90%的初始效率。
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