介孔P-I-N結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽電池研究.pdf

1、基于碳電極的無空穴傳輸材料的介孔 P-N異質(zhì)結(jié)鈣鈦礦太陽電池（PSC）因其具有的穩(wěn)定性好、制備工藝簡單、成本低廉以及電池光電轉(zhuǎn)換效率提升空間大等諸多優(yōu)勢，近來得到了科研工作者們的廣泛關(guān)注。而NiO作為電子阻擋材料和空穴傳輸材料也已經(jīng)在鈣鈦礦異質(zhì)結(jié)太陽電池中得到應(yīng)用，本論文在TiO2/Al2O3/carbon結(jié)構(gòu)PSC基礎(chǔ)上，將介孔 NiO層嵌入到絕緣的Al2O3層和碳對電極之間，制備了無空穴傳輸材料的介孔P-I-N結(jié)構(gòu)PSC，從而進(jìn)一步

2、提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率。
　　本論文中采用絲網(wǎng)印刷工藝制備電池的各層薄膜結(jié)構(gòu)，利用溶液兩步法滴涂 PbI2溶液和浸泡CH3NH3I溶液，在電池介孔結(jié)構(gòu)中形成鈣鈦礦吸光層。文中先敘述了對結(jié)構(gòu)更為簡單的TiO2/Al2O3/carbon結(jié)構(gòu)PSC進(jìn)行的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)過程，待器件效率穩(wěn)定以后，再制備含介孔NiO層的新型P-I-N結(jié)構(gòu)PSC。然后運(yùn)用光電流/光電壓、單色入射光電轉(zhuǎn)換效率、暗電流、光致發(fā)光譜和電化學(xué)阻抗等測試手段對電池體系中的載流

3、子擴(kuò)散和電荷復(fù)合過程進(jìn)行了研究。
　　研究結(jié)果表明，相比 TiO2/Al2O3/carbon結(jié)構(gòu)的PSC，引入NiO層后，開路電壓、短路電流密度和填充因子都實(shí)現(xiàn)了不同程度的提高，由此獲得的電池光電轉(zhuǎn)換效率高達(dá)13.7％。并且通過各種表征手段發(fā)現(xiàn)，與只含絕緣 Al2O3層的電池相比，介孔 NiO層作為活性界面層，增強(qiáng)了介孔 P-I-N結(jié)構(gòu)電池中鈣鈦礦/碳對電極界面的電荷傳輸過程，同時(shí)減弱了電池內(nèi)部的載流子復(fù)合過程。并且實(shí)驗(yàn)中記錄的介