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钙钛矿太阳能电池由于光吸收系数高、吸收光谱宽、载流子迁移率高和电子空穴扩散路径长等特性在短短几年内便得到超过24%的光电转换效率。然而,钙钛矿太阳能电池中常用的有机空穴传输层spiro-OMeTAD,存在制备工艺复杂、价格昂贵、空穴迁移率低等问题,且掺杂成分不利于太阳能电池的稳定性。因此,寻找新型、价格低廉的无机空穴传输层对于增强太阳能电池稳定性及降低成本具有重要意义。Cu12Sb4S13量子点作为一种p型三元直接带隙半导体,具有无毒、制备工艺简单、带隙可调、稳定性好等优良特性,且价带中存在两个非占据态,因此空穴迁移率高,被认为是一种潜在的空穴传输层。本文采用多步热分解法制备不同尺寸的Cu12Sb4S13量子点,对产物的物相、形貌和能带结构进行表征,并测试其光学特性。将Cu12Sb4S13量子点制备成空穴传输层组装钙钛矿太阳能电池,研究Cu12Sb4S13量子点在钙钛矿太阳能电池中的电荷传输机理及稳定性。取得的主要研究内容和结论如下所述:(1)采用多步热分解法制备Cu12Sb4S13量子点,并分析反应温度对产物形貌、光学性能和能带结构的影响。研究发现,通过该方法得到的产物为纯立方相Cu12Sb4S13量子点,具有良好的单分散性;随着反应温度升高,Cu12Sb4S13量子点尺寸从4.5 nm增加到7.9 nm,与量子尺寸效应保持一致;在紫外—可见吸收光谱中光吸收边发生红移,从650 nm增加到750 nm,光学带隙从1.95 eV下降到1.80 eV,且量子点价带向浅能级方向移动,导带向深能级方向移动。(2)采用水解法制备TiO2电子传输层,当TiO2前驱体溶液浓度为150 mM、水热时间为1 h时,太阳能电池的光电性能最优。在钙钛矿前驱体溶液中引入5wt%Pb(SCN)2有效地增大了钙钛矿晶粒尺寸;通过控制量子点的沉积层数和前驱体溶液浓度优化量子点成膜工艺;(3)将不同尺寸的Cu12Sb4S13量子点作为空穴传输层组装钙钛矿太阳能电池。研究发现,5.7 nm的Cu12Sb4S13量子点由于具有最合适的能级结构得到的太阳能电池的光电转换效率最高(14.13%),与之对应,采用spiro-OMeTAD作为空穴传输层的钙钛矿太阳能电池的光电转换效率为15.25%,且使用Cu12Sb4S13量子点作为无机空穴传输层钙钛矿太阳能电池的稳定性大大提高。此外,F4TCNQ掺杂量子点溶液有效地提高太阳能电池的开路电压,最终光电转换效率达14.37%。综上所述,采用多步热分解法制备不同尺寸的Cu12Sb4S13量子点作为空穴传输层组装钙钛矿太阳能电池。其中,5.7 nm的Cu12Sb4S13量子点作为空穴传输层的太阳能电池取得与spiro-OMeTAD作为空穴传输层的太阳能电池相当的光电转换效率,且稳定性得到较大提高。