【摘 要】
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高效率、低成本和容易制备等特性使得钙钛矿太阳能电池（Perovskite Solar Cells,PSCs）受到了广泛的关注。截止目前,有机-无机杂化PSCs的最高效率已达到25.8%,然而有机组分的存在使其热稳定性较差。全无机PSCs有着优异的热稳定性,但其功率转换效率（Power Conversion Efficiency,PCE）较低。界面修饰是提升PSCs效率等性能的主要方法。本论文主要通
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高效率、低成本和容易制备等特性使得钙钛矿太阳能电池（Perovskite Solar Cells,PSCs）受到了广泛的关注。截止目前,有机-无机杂化PSCs的最高效率已达到25.8%,然而有机组分的存在使其热稳定性较差。全无机PSCs有着优异的热稳定性,但其功率转换效率（Power Conversion Efficiency,PCE）较低。界面修饰是提升PSCs效率等性能的主要方法。本论文主要通过电子传输层（Electron Transport Layer,ETL）/钙钛矿以及钙钛矿/空穴传输层（Hole Transport Layer,HTL）这两种界面间的修饰来提升全无机CsPbI2Br PSCs的性能,具体研究内容如下:1.使用醋酸钾（Potassium Acetate,KAc）修饰ITO/CsPbI2Br以及Sn O2/CsPbI2Br界面。通过研究K+和Ac-的作用方式、KAc CBL对于CsPbI2Br钙钛矿薄膜性质的影响以及对于全无机CsPbI2Br PSCs光电性能的提升来揭示KAc的作用过程和机理。研究表明KAc可以与Sn O2表面未成键的Sn4+发生相互作用,从而使KAc部分残留在ETL/CsPbI2Br界面处。另一部分的KAc被钙钛矿前驱液溶解,其中K+可以嵌入钙钛矿晶格间隙。KAc修饰层可以改善Sn O2/CsPbI2Br之间的能级匹配并且降低衬底的浸润性,使得钙钛矿薄膜晶粒增大。此外,嵌入钙钛矿晶格间隙的K+提升了钙钛矿薄膜的电子密度,增大了电子迁移率。Ac-可以钝化晶界处卤素缺陷,降低钙钛矿的缺陷态密度。最终KAc界面修饰后CsPbI2Br PSCs的PCE由12.91%提升至15.71%。之后出于简化器件制备流程以及降低成本的考虑,研究了无ETL条件下KAc对于ITO/CsPbI2Br界面的修饰。研究表明KAc同样可以改善ITO/CsPbI2Br界面处的能级匹配以及提升钙钛矿薄膜的质量。最终KAc界面修饰后无ETL器件的PCE由8.29%提升至13.29%,增加了60%。2.使用苯甲胺氢碘酸盐（BZAI）修饰CsPbI2Br表面,从BZAI在CsPbI2Br薄膜表面的作用机理以及对CsPbI2Br薄膜表面的修饰这两方面来研究器件性能的提升。研究表明BZA+会与CsPbI2Br薄膜表面的I-以及Br-发生相互作用从而减少钙钛矿薄膜表面的缺陷位点。并且BZAI界面修饰后,CsPbI2Br薄膜表面的水接触角增大,疏水性增强。此外,BZAI界面修饰改善了界面处的能级匹配,从而减少了界面处的电荷复合。最终经过BZAI界面修饰的器件PCE由12.87%提升至15.08%,且在空气环境下的稳定性大大提升。
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