【摘 要】
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有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池(organic-inorganic perovskite solar cells,PSCs)作为目前研究热门,其发展迅之速、势之猛,效率由最初的3.8%迅速提高到了24.2%,大有替代硅基太阳能电池的趋势。目前,基于高温烧结的TiO_2的PSCs,工艺繁琐程度和成本都大大增加。相反,载流子迁移率高,且抗紫外的SnO_2却往往被忽略。为此,本文探究了磁控溅射制备SnO
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有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池(organic-inorganic perovskite solar cells,PSCs)作为目前研究热门,其发展迅之速、势之猛,效率由最初的3.8%迅速提高到了24.2%,大有替代硅基太阳能电池的趋势。目前,基于高温烧结的TiO2的PSCs,工艺繁琐程度和成本都大大增加。相反,载流子迁移率高,且抗紫外的SnO2却往往被忽略。为此,本文探究了磁控溅射制备SnO2电子传输层并应用在了基于廉价、稳定性好的碳电极的PSCs。然后,为解决PSCs在大气环境下不稳定的缺陷,本文合成了溴铅铯量子点(CsPbBr3quantum dots,CsPbBr3 QDs)并作为吸光层应用在了无机杂化钙钛矿太阳能电池上。本文聚焦磁控溅射制备SnO2电子传输层工艺对PSCs性能的影响以及CsPbBr3 QDs应用在PSCs上的可行性,具体内容如下:1.利用磁控溅射制备SnO2薄膜,通过不同溅射时间,控制SnO2薄膜的厚度,探究其厚度对PSCs性能的影响,通过对实验结果的分析,发现溅射时间控制在30 min时,具有最佳的性能,其PSCs的效率达到8.42%。2.利用热注入法制备了CsPbBr3 QDs,利用NH4SCN-乙酸乙酯饱和溶液处理CsPbBr3QDs来解决电荷传输性能以及改善晶粒大小的问题,最后,在NH4SCN-乙酸乙酯溶液处理3 s,CsPbBr3 QDs溶液旋涂5层时,PSCs获得最优的效率为2.133%。3.为了解决碳电极和CsPbBr3 QDs吸光层能级差较大及其不能充分利用光生载流子的两个问题,本文合成了能级适中的红磷量子点(red phosphorus quantum dots,RPQDs)作为中间能级,在初步尝试下,由于光生载流子利用的更加充分,电池的效率提高到了2.721%。
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