【摘 要】
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随着钙钛矿电池效率超过25%,稳定性差成为钙钛矿电池最亟待解决的问题。而钙钛矿表面及内部的大量缺陷是导致钙钛矿电池不稳定的主要因素。本论文从钙钛矿材料缺陷钝化着手,以制备高效稳定的钙钛矿电池。（1）通过甲胺气体处理和新戊胺盐酸盐（NPACl）界面修饰相结合的方式,钝化了甲胺铅溴（MAPb Br3）钙钛矿内部、钙钛矿/空穴传输层（HTL）及钙钛矿/电子传输层（ETL）界面的缺陷。通过这种方式制备的钙
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随着钙钛矿电池效率超过25%,稳定性差成为钙钛矿电池最亟待解决的问题。而钙钛矿表面及内部的大量缺陷是导致钙钛矿电池不稳定的主要因素。本论文从钙钛矿材料缺陷钝化着手,以制备高效稳定的钙钛矿电池。（1）通过甲胺气体处理和新戊胺盐酸盐（NPACl）界面修饰相结合的方式,钝化了甲胺铅溴（MAPb Br3）钙钛矿内部、钙钛矿/空穴传输层（HTL）及钙钛矿/电子传输层（ETL）界面的缺陷。通过这种方式制备的钙钛矿电池Voc达到了1.65 V,效率为10.33%。除此之外,在最大功率点、60℃、一个标准太阳光强下,经过1100 h的测试,效率能保持原来的91.3%。（2）在钙钛矿前驱体溶液中加入噻二唑衍生物（TDZT和TDZDT）,调控甲胺铅碘（MAPb I3）晶体的生长,获得了尺寸大、缺陷少的钙钛矿晶体薄膜。以添加TDZDT的钙钛矿前驱体溶液制备的钙钛矿电池光电转化效率为19.04%。在相对湿度65±5%下,经过1200 h测试,电池保持了91.2%的初始效率。（3）合成了一种具有双功能基团的界面修饰材料,对叔丁基苯甲胺碘（tBBAI）。tBBAI的引入可以有效钝化钙钛矿表面的缺陷、抑制钙钛矿/HTL间的载流子复合。经过tBBAI修饰,钙钛矿电池的光电转化效率从原来的21.2%提高到了23.5%。经过修饰的电池,在一个标准太阳光强度下,经500 h测试,依然保持原来效率的95%。（4）为抵消Li-TFSI及t BP带来的亲水性,在spiro-OMeTAD溶液中引入对-三氟甲基吡啶（TFP）。TFP的引入不改变spiro-OMe TAD的薄膜形貌、电导率及电荷提取能力,但能有效增加spiro-OMe TAD的表面疏水性。为了进一步增加钙钛矿表面的疏水性同时钝化钙钛矿表面缺陷,三氟甲基苯甲胺碘（TFMBAI）被用于修饰钙钛矿表面。TFMBAI的引入可以有效减少钙钛矿表面的缺陷。基于钙钛矿/TFMBAI/TFP的电池效率达到了23.9%。电池的稳定性也得到明显提高,在60-70%湿度条件下,经1100 h测试电池保持原来效率的97%;在最大功率点处、一个标准太阳光强度下,经500 h测试,电池保持原来效率的96%。（5）设计合成了一种新型的无掺杂空穴传输材料Me OTTVT。基于Me OTTVT的钙钛矿电池效率达到了21.3%,是目前小分子无掺杂空穴传输材料的最高效率之一。由于Me OTTVT的表面疏水性和高的玻璃化转变温度,电池在高湿度、光照及高温条件下均表现出良好的稳定性。
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