通过协同钝化制备高效钙钛矿太阳电池及四端钙钛矿/硅叠层太阳电池

作     者：颜李 

作者单位：暨南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：麦耀华;杨玉照

授予年度：2020年

学科分类：07[理学] 08[工学] 070205[理学-凝聚态物理] 080501[工学-材料物理与化学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

主      题：反式钙钛矿太阳电池 协同钝化 半透明钙钛矿电池 高效 四端叠层 

摘      要：近年来,钙钛矿/硅叠层太阳电池得到了迅速发展,而一个具有优异光伏性能的半透明钙钛矿顶电池是取得高效四端叠层太阳电池的关键。然而,钙钛矿薄膜缺陷容易在晶体内部、晶界与薄膜表面处产生,从而影响器件光电性能。通过钝化减少缺陷已被认为是进一步提高钙钛矿太阳电池（PSCs）性能的有效途径,但是大部分研究只报道了针对单一缺陷的钝化策略。在本研究中,我们采用表面修饰与内部掺杂的手段以达到协同钝化晶界与表面缺陷的目的。研究表明,通过表面涂覆一层碘苯乙胺（PEAI）,在钙钛矿薄膜表面形成一层二维（2D）结构,可大大提升钙钛矿薄膜的稳定性。此外,将Na F掺杂至钙钛矿前驱体溶液中,可改变晶体成核过程,使得晶粒变大,降低晶界数目的同时减少晶界处的缺陷从而增强晶界处的导电性。协同钝化使得薄膜的荧光寿命延长、载流子的复合速率减慢,在氮气中85°C加热100 h后较参考膜有更出色的热稳定性。最终,器件效率由16.54%提升到了20.59%,在氮气中放置1000 h后仍能保持初始效率的87.3%。基于协同钝化策略,我们将金属电极替换成透明的ITO电极,并优化了缓冲层的厚度,制备出了高达17.58%的半透明PSCs。将其与硅异质结太阳电池（SHJ）结合后,制备的四端p-i-n钙钛矿/硅叠层太阳电池的效率达到了23.83%。