一步和两步溶液法制备CH3NH3PbI3钙钛矿太阳能电池电学性能对比
作者单位：广东工业大学轻工化工学院 香港城市大学材料工程学院超金刚石及先进薄膜研究中心
会议名称：《2020第四届全国太阳能材料与太阳能电池学术研讨会》
会议日期：2020年
学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学]
摘 要：虽然钙钛矿太阳能电池的光电转化效率已取得突飞猛进的发展,但是通过一步法和两步法工艺制备的器件效率仍存在较大区别。为了进一步理清不同制备工艺对器件效率影响的内在因素,我们研究了一步法和两步法工艺对钙钛矿薄膜的影响以及对相应器件效率的影响。经研究发现:(1)在空气条件下,一步法和两步法制备的钙钛矿薄膜均比在手套箱氛围制备的薄膜表面粗糙;(2)一步法制备的钙钛矿前驱体反应更完全;(3)两步法制备的钙钛矿薄膜下层会有一部分PbI残留,在空气中制备的薄膜PbI残留量较手套箱多。粗糙的表面形貌和转化不完全的前驱体,是阻碍形成高质量的钙钛矿薄膜和高效率器件的关键因素。同时,我们系统研究了在手套箱中通过一步法和两步法,分别制备钙钛矿太阳能电池器件的效率变化情况。通过稳态荧光光谱(PL)及瞬态光电压(TPV)和瞬态光电流(TPC)等研究发现,两步法制备的器件存在较多缺陷导致的非辐射复合,是导致器件效率低的主要原因。最后,通过一步法结合高功函数的聚合物poly-TPD作为电荷传输材料,组装得到效率为17.5%的器件。