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结构为AMX3的有机无机钙钛矿(其中A为MA+,FA+,Cs+等,M为Pb2+,Sn+等,X为I-,Br-,Cl-等),具有载流子迁移率高、光电性质可调、可溶液加工等优点引起广泛关注。自2009年以来,基于有机无机钙钛矿的太阳能电池效率从3.8%提升到22.1%。本文采用溶液处理法,通过系统优化成膜工艺,如前驱体配比、旋涂转速、退火温度、反溶剂清洗、金属离子替换等,获得覆盖度好、结晶质量高的钙钛矿薄膜。进一步地,通过分别制备介孔型和平面型太阳能电池,验证钙钛矿成膜工艺对器件性能的相互联系。 (1)对于器件构型为“FTO/致密TiO2/介孔TiO2/钙钛矿/Spiro-OMeTAD/Au”的介孔型钙钛矿太阳能电池。钙钛矿层为MAPbI3-xClx时,直接旋涂的钙钛矿膜覆盖度较低、存在大量孔洞,导致较大的漏电流,因此器件效率不稳定且较低,主要集中在8%~10%之间。钙钛矿层为MAPbI3时,采用反溶剂清洗的方法,可以制备致密、覆盖完全的钙钛矿层,效率最高为12.08%。进一步地,我们拟借鉴实验室已有的Ag+替换部分Pb2+的工艺获得更高质量的钙钛矿薄膜,该部分结果有待更多数据的验证。 (2)对于器件构型为“ITO/Cu∶NiOx/钙钛矿/PC61BM/Ag”的平面型钙钛矿太阳能电池,采用反溶剂清洗同样获得钙钛矿膜层致密、覆盖完全,结晶质量高的薄膜,器件效率最高为10.35%。