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钙钛矿太阳能电池(PSCs)自2009年出现以来,发展一路高歌猛进,光电转换效率(PCE)从十年前的3.8%到如今经NREL认证的24.2%。高效的PSCs离不开优异的电子传输层(ETL)和空穴传输层(HTL)的支撑。本文从三个不同的方向探索,旨在探索更加优异的ETL和HTL材料,以提高PSCs性能。本论文均在低温条件下制备器件,主要研究内容与结果如下:(1)通过溶剂热法合成钇掺杂二氧化锡(Y-SnO2)纳米棒,并制备低温ETL(150℃)应用于PSCs中。TEM测试表明Y掺杂使得SnO2纳米棒形貌更加规整,并趋向于自组织有序排列。这有利于制备连续致密的ETL。XPS测试表明Y是以Y3+掺入SnO2晶格中。UV-vis、UPS等测试表明Y-SnO2带隙变大,导带上移,与钙钛矿更加匹配,利于电子快速传输。Tafel、PL、TRPL、缺陷态等测试可以表明Y-SnO2具有相比SnO2更好的导电性、更快的电子提取速率、更低的电荷复合。基于低温Y-SnO2的PSCs拥有更优异的性能。平均PCE为20.11±0.30%,反向(正向)扫描最高可达20.71%(20.09%)。(2)在实验室工作的基础上制备全低温SnO2基介孔PSCs,同时解决介孔层需高温烧结的问题。通过超声乳化法使溶剂热合成的SnO2纳米棒自组装成为SnO2乳化微球(SnO2 EMs)并将其作为介孔层,采用NOBF4溶液对其进行原位配体交换,在不破坏其结构的前提下去除其有机配体。TEM测试可看出SnO2乳化微球由SnO2纳米棒组成,内部有很多空隙,使其可作用介孔材料。NOBF4溶液处理前后的SnO2乳化微球的SEM俯视图可以看出经NOBF4溶液处理并未破坏其组装的球形结构。基于NOBF4溶液处理的BF4--capped SnO2 EMs的介孔器件的PCE平均值为19.94±0.23%,最高反扫(正扫)PCE可达20.42%(19.72%),并可得到79.70%的高填充因子。在以Pmax所对应的电压0.948 V为加持偏压使电池处于持续输出状态时,基于BF4--capped SnO2 EMs的介孔PSCs可获得20.31mA cm-2的稳定电流和19.26%的PCE。(3)通过水热法合成p型PbS纳米晶,用其替代传统的Li-TFSI和tBP双掺杂剂与无掺杂Spiro-OMeTAD复合作为HTL制备PSCs。由于PbS具有疏水性,使得水在PbS/spiro复合HTL表面的接触角远大于传统spiro,利于器件长期稳定性。UV-vis和UPS测试表明PbS/spiro复合HTL的价带相比传统spiro由-5.20 eV下移至-5.59 eV,与钙钛矿的价带顶更为匹配,更利于空穴的传输。测试表明,PbS/spiro复合HTL具有更大的导电性和更强的空穴提取能力。基于其的器件拥有更小的缺陷态密度和界面电荷损失。基于0.04%PbS/spiro复合HTL的PSCs最高可获得反向(正向)18.98%(17.82%)的PCE。其反向PCE相比基于无掺杂spiro的PSCs的PCE 13.17%提高了44.12%。相比基于双掺杂剂的无氧化传统spiro HTL PSCs的17.49%提高了8.56%。而在无封装长时间放置过程中,基于0.04%PbS/spiro复合HTL的器件在300 h仍有初始PCE的83.4%,这主要得益于PbS的疏水性。