【摘 要】
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随着钙钛矿太阳能电池的商业化发展,铅基钙钛矿正逐步被环境友好型的无机双钙钛矿取代,无机双钙钛矿的出现能够解决钙钛矿太阳能电池的不稳定性和毒性等问题。因此,本研究选择具有良好热稳定性以及低毒性的无铅钙钛矿Cs2AgBiBr6材料进行表面修饰和功能性掺杂改性研究,制备以FTO导电玻璃/Ti O2介孔层/Cs2AgBiBr6钙钛矿层/碳对电极为基本结构的钙钛矿太阳能电池,并研究影响钙钛矿太阳能电池光电性
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随着钙钛矿太阳能电池的商业化发展,铅基钙钛矿正逐步被环境友好型的无机双钙钛矿取代,无机双钙钛矿的出现能够解决钙钛矿太阳能电池的不稳定性和毒性等问题。因此,本研究选择具有良好热稳定性以及低毒性的无铅钙钛矿Cs2AgBiBr6材料进行表面修饰和功能性掺杂改性研究,制备以FTO导电玻璃/Ti O2介孔层/Cs2AgBiBr6钙钛矿层/碳对电极为基本结构的钙钛矿太阳能电池,并研究影响钙钛矿太阳能电池光电性能的因素。采用X射线衍射仪（XRD）、场发射扫描电子显微镜（FESEM）、透射电子显微镜（HRTEM）、紫外可见光吸收光谱（UV-vis）、稳态荧光光谱（PL）等手段对研究材料进行表征,利用J-V特性测试系统对组装的太阳能电池器件光伏性能测试。论文的主要研究内容如下:（1）Cs2AgBiBr6钙钛矿薄膜材料的表面改性研究。利用SnS QDs对Cs2AgBiBr6表面进行修饰,钝化Cs2AgBiBr6薄膜表面缺陷。采用溶液法制备SnS QDs,在Cs2AgBiBr6薄膜表面旋涂不同浓度SnS QDs制备得到不同的Cs2AgBiBr6/SnS钙钛矿活性吸光层,适宜浓度的SnS QDs修饰可以改善Cs2AgBiBr6钙钛矿的薄膜质量。对不同钙钛矿太阳能电池进行光电性能表征,结果表明,2 mg/m L SnS QDs修饰的Cs2AgBiBr6钙钛矿太阳能电池器件的光电转化效率达到1.95%,较未修饰SnS QDs的电池器件光电转化效率（1.25%）提高56%。（2）采用功能性掺杂策略对Cs2AgBiBr6钙钛矿材料进行改性研究。掺杂不同比例Ce3+制备Cs2Ag Bi1-xCexBr6钙钛矿薄膜,对不同Ce3+掺杂比例的Cs2AgBiBr6钙钛矿材料进行研究,结果表明Ce3+的引入可以减小Cs2AgBiBr6钙钛矿材料的带隙值,2%Ce Br3-Cs2AgBiBr6钙钛矿太阳能电池的光电性能最佳,器件无迟滞现象,光电转化效率达到2.35%,是未掺杂器件的1.9倍左右。（3）引入Ni2+、Cu2+、Zn2+过渡金属离子(Transition Metal:TM2+)对Cs2Ag Bi0.98Ce0.02Br6钙钛矿材料进行改性研究,对比Cs2Ag Bi0.98Ce0.02Br6钙钛矿与不同过渡金属离子掺杂制备的Cs2Ag Bi0.96Ce0.02Br6:TMBr2钙钛矿太阳能电池光电性能的差异。结果表明,Cs2Ag Bi0.96Ce0.02Br6:TMBr2钙钛矿太阳能电池的光电转化效率提高,其中Cs2Ag Bi0.96Ce0.02Br6:Zn Br2钙钛矿太阳能电池的光电转化效率为2.83%,是Cs2Ag Bi0.98Ce0.02Br6钙钛矿太阳能电池（2.35%）的1.2倍。Zn2+的引入有助于提高钙钛矿晶体结构稳定性,抑制Cs2Ag Bi0.96Ce0.02Br6钙钛矿的载流子复合,60天内未封装的太阳能电池器件光电转化效率下降10%,器件表现出良好的环境稳定性。
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