原位绿色反溶剂法钝化法提高钙钛矿太阳能电池效率和稳定性

来源 :第八届新型太阳能材料科学与技术学术研讨会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wangcx1987
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  目前钙钛矿太阳能电池多采用反溶剂成膜法制备钙钛矿吸收层,其优点是工艺简便,成本低廉.由于反溶剂法是一种快速结晶的制备方法,容易在钙钛矿薄膜晶粒的晶界和表面形成大量的缺陷,导致钙钛矿太阳能电池器件效率和稳定性的下降.虽然已经有很多文献报道在通过钙钛矿成膜之后再沉积钝化材料的后处理法可以钝化钙钛矿薄膜表面的缺陷,但是这种后处理法无法有效钝化晶粒界面处的缺陷.同时,由于目前多采用氯苯和甲苯等有毒溶剂作为反溶剂,制备过程产生的有毒污染较为严重.为了解决上述问题,本文将无毒的十六烷基三甲基氯化铵作为钝化剂直接加入无毒的异丙醇中作为绿色反溶剂,可以在钙钛矿晶体生长和成膜的过程中原位地钝化晶粒的界面和表面的缺陷.通过这种原位钝化的方法,可以将钙钛矿太阳能电池器件的效率由20.3%提升至23.4%,并且稳定性也得到明显的提高.
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过去10几年,基于2,2,7,7-四[N, N-二 (4-甲氧基苯基)氨基]-9,9-螺二芴(spiro-0MeTAD)小分子空穴材料的钙钛矿发展迅速.spiro-OMeTAD的诸多缺点限制了钙钛矿电池的大规模商业化发展,如制备工艺复杂繁琐、成本高、稳定性差等.为了解决上述问题,基于之前无掺杂空穴材料DTB的工作,我们在主链单体中增加一个噻吩环和增加侧链长度,设计出一种π共轭增强的TTB空穴材料.