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得益于钙钛矿材料本身优异的光电特性,以及电池器件结构和制备工艺的不断优化,钙钛矿太阳电池在近几年取得了快速的发展。目前,实验室制备的钙钛矿太阳电池的光电转换效率已经接近或超过一些商业化应用的太阳电池。为了进一步提升钙钛矿太阳电池的效率,提高电池对近红外光的利用是一个有效的方法。因此,本论文制备了钙钛矿/有机集成太阳电池,通过在钙钛矿活性层上集成窄带隙的有机活性层来增强钙钛矿电池对近红外光的利用,从而提升器件的整体性能。本论文围绕钙钛矿/有机集太阳电池的研究开展的主要工作包括:首先对钙钛矿薄膜进行了优化,然后在得到高质量钙钛矿薄膜的基础上开展了对集成结构电池的研究。具体的研究内容包括以下四个方面:1)利用简易的近空间升华法制备高质量的CH3NH3PbI3薄膜。在此方法中,通过控制PbI2和CH3NH3I的反应时间,PbI2和CH3NH3I层的厚度和升华空间的距离,就可以制备得到高度结晶、均匀致密的钙钛矿薄膜。CH3NH3PbI3薄膜制备的过程简单可控。通过研究基于不同退火时间,不同钙钛矿厚度和不同光活性区域情况下制备的CH3NH3PbI3钙钛矿太阳电池的光伏性能,对制备条件进行优化。最终得到的活性区域面积为4mm2的钙钛矿太阳电池的光电转换效率可以达到16.2%,而活性区域面积为100mm2的钙钛矿太阳电池的光电转换效率也可以达到11.4%。实验结果表明,简易的近空间升华法可用于制备大面积钙钛矿太阳电池,这为今后钙钛矿薄膜的制备提供了一种新的方法。2)使用碳量子点作为添加剂钝化CH3NH3PbI3的晶界制备高效稳定的钙钛矿太阳电池。将适当浓度的碳量子点添加到CH3NH3PbI3薄膜中,可以有效地钝化CH3NH3PbI3的晶界并降低CH3NH3PbI3薄膜的缺陷态密度,改善CH3NH3PbI3薄膜的光物理性能。此外,碳量子点添加剂的引入还能大幅度提高CH3NH3PbI3薄膜的稳定性。其钝化作用是由于碳量子点边缘的羧基,羟基和氨基与钙钛矿晶体中未配位的Pb形成化学键的相互作用。而且碳量子点与CH3NH3PbI3之间的相互作用使得碳量子点可以稳定吸附在CH3NH3PbI3的表面形成保护层,阻止钙钛矿和水的接触,从而提高钙钛矿太阳电池的稳定性。最终,基于碳量子点添加剂CH3NH3PbI3薄膜的钙钛矿太阳电池在效率和稳定性上都取得了提升,最高效率达到了 19.38%。3)制备了具有CH3NH3PbI3和PBDTTT-E-T:IEICO两层活性层的集成结构的太阳电池。通过在钙钛矿层上集成有机窄带隙活性层来扩宽电池的吸收光谱,提高对近红外光的吸收利用。在集成太阳电池中,CH3NH3PbI3和PBDTTT-E-T:IEICO都可以吸收光子产生自由电荷。同时,产生的电荷可以在两层之间相互传输。由于PBDTTT-E-T:IEICO有机活性层的电流贡献,集成太阳电池的光响应扩宽到了 930nm,短路电流密度提高到了 24.07mA/cm2,CH3NH3PbI3/PBDTTT-E-T:IEICO集成太阳电池的输出电流远高于基于单层CH3NH3PbI3活性层的钙钛矿太阳电池。而且,集成太阳电池在近红外光区(800-830nm)的外量子效率超过了 50%。研究结果表明制备钙钛矿/有机集成结构可以有效地扩展和提高钙钛矿太阳电池对近红外光的利用。4)基于CsPbI2Br和PBDTTT-E-T:IEICO活性层,对全无机钙钛矿/有机集成太阳电池进行了研究。首先,采用真空溶剂处理的方法制备CsPbI2Br薄膜。通过优化真空溶剂处理的时间,控制CsPbI2Br的结晶,得到了均匀致密、高度结晶的CsPbI2Br薄膜。在此基础上,进一步制备了 CsPbI2Br/PBDTTT-E-T:IEICO集成太阳电池。通过稳态荧光和瞬态吸收测试,验证了电荷在CsPbI2Br和PBDTTT-E-T:IEICO之间存在有效的转移并详细分析了电荷在CsPbI2Br、PBDTTT-E-T和IEICO三者之间的传输过程。最终,基于CsPbI2Br/PBDTTT-E-T:IEICO双活性层的全无机钙钛矿/有机集成太阳电池获得了 14.03%的光电转换效率,相比传统的全无机钙钛矿太阳电池(12.53%),其光电转换效率提升了 11.97%。此外,CsPbI2Br/PBDTTT-E-T:IEICO集成太阳电池还表现出了更好的空气稳定性和热稳定性。