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自2009年至今,钙钛矿太阳能电池的发展已迈过第一个十年,其认证效率从最初的不足4%至如今的25.2%,并在叠层太阳能电池、建筑光伏一体化、可穿戴的光电器件等方面上展现了巨大的应用潜力。在钙钛矿太阳能电池中,电极是不可缺少的组成部分,它不仅将光伏器件所产生的电荷传导至外电路完成整个光电转换过程,更是影响界面层质量、光伏器件透明度、光伏器件制备成本的重要因素。根据近年来科技发展对光电器件性能的要求来看,越来越多的产品朝着轻薄、透明集成的方向发展,这不仅是对钙钛矿太阳能电池的活性层性能提出了越来越高的要求,同时高性能、低成本的电极也是巨大的需求方向。本文的主要工作围绕钙钛矿太阳能电池的电极优化与制备展开,研究内容与结论如下:1.通过在铟掺杂氧化锡(ITO)底电极上引入极微量的氧化石墨烯纳米片(GOSs)作为钙钛矿晶体生长的成核点,降低晶体的成核势垒,同时GOSs中的O与钙钛矿中的Pb形成Pb-O键,从而得到晶体颗粒更大、薄膜质量更优的钙钛矿薄膜。致密的钙钛矿活性层有效降低了电极与钙钛矿界面间的电荷复合,并在制备过程中省略了造价较高的空穴传输层,实现了器件制备成本的降低。最终基于GOSs修饰ITO底电极的无空穴传输层钙钛矿太阳能电池取得了6.62%的光电转换效率(PCE),相比不经修饰的对比器件提高近40%。2.银纳米线(Ag NWs)透明导电薄膜可以采用溶液法低温制备,低密度的Ag NWs网络即可实现高的透过率和优异的导电性。但Ag NWs表面通常包裹导电性差的聚乙烯吡咯烷酮(PVP),阻碍了纳米线与纳米线之间的接触,最终导致Ag NWs薄膜的导电能力较差。通过在Ag NWs的异丙醇分散液中引入少量去离子水,水的加入有效清洗Ag NWs表面包裹的PVP,同时拉近Ag NWs,实现纳米线间的“焊接”,使得喷涂而成的Ag NWs薄膜具有91%的可见光平均透过率(AVT)同时方块电阻(Rs)低至27Ω/□,对比不经优化的Ag NWs薄膜(AVT90.8%,Rs 120.9Ω/□)性能显著提高。将优化的Ag NWs通过喷涂的制备方法沉积在钙钛矿太阳能电池顶部作为顶电极,实现了全溶液制备半透明钙钛矿太阳能电池,并获得了14.04%的高PCE和21.7%的可见光平均透过率。3.由于常用作钙钛矿太阳能电池底电极的ITO透明导电薄膜造价昂贵,且其中含有稀有元素铟,不利于降低钙钛矿太阳能电池的制备成本。通过采用蒸镀的金属铝(Al)作为底电极取代昂贵的ITO,并在Al底电极上引入Mo O3修饰层,成功实现了Al与上层界面的能级匹配。将Al/Mo O3复合电极作为钙钛矿太阳能电池的底电极,并采用经过优化的Ag NWs透明电极作为顶电极,通过对Al和Mo O3的厚度进行优化,成功得到PCE为6.23%的基于蒸镀Al底电极的低成本钙钛矿太阳能电池。