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顯著提升鈣鈦礦太陽能電池濕度穩(wěn)定性的界面修飾方法

451   編輯:中冶有色網(wǎng)   來源:西南石油大學(xué)  
2023-10-20 13:20:09
1.本發(fā)明涉及一種提升鈣鈦礦太陽能電池濕度穩(wěn)定性的界面修飾方法,該發(fā)明屬于能源技術(shù)領(lǐng)域。 背景技術(shù): 2.太陽能是清潔安全、取之不盡用之不竭的綠色能源。開發(fā)高效率、低成本、環(huán)境友好的太陽能電池器件,對(duì)保障能源安全和社會(huì)經(jīng)濟(jì)健康可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。鈣鈦礦太陽能電池(psc)因其優(yōu)越的電荷傳輸性質(zhì)、長(zhǎng)載流子擴(kuò)散距離、全光譜吸收和高吸光系數(shù)等一系列優(yōu)點(diǎn),得到了研究人員的廣泛關(guān)注。 3.鈣鈦礦太陽能電池由透明導(dǎo)電基板、電子傳輸層、鈣鈦礦吸光層、空穴傳輸層和頂電極組成。功能層的薄膜質(zhì)量和各功能層之間的接觸界面對(duì)載流子的遷移和運(yùn)輸有很大的影響,從而影響鈣鈦礦太陽能電池器件的光伏性能。目前常用的電子傳輸材料有tio2、sno2等。其中sno2因其寬光學(xué)帶隙(3.6-4.0ev)、高體電子遷移率(240cm 2 v-1 s-1 )、與鈣鈦礦較好的能級(jí)匹配和低溫制備工藝等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛研究。然而,由于較低的電子遷移率、弱化學(xué)相互作用、界面和輻照復(fù)合等,使得制備高性能和穩(wěn)定性的sno2基psc仍具有巨大的挑戰(zhàn)。 sno2與鈣鈦礦之間的界面缺陷使得沉積的鈣鈦礦薄膜質(zhì)量較差,從而降低鈣鈦礦電池濕度穩(wěn)定性及長(zhǎng)期穩(wěn)定性,同時(shí),界面載流子復(fù)合制約著電池效率的進(jìn)一步提升。因此,鈍化鈣鈦礦層與sno2層之間界面缺陷,增強(qiáng)界面載流子的傳輸,抑制電荷復(fù)合,顯得尤其重要。本發(fā)明利用三(五氟苯基)硼(tpfpb)作為界面修飾層,改善了電子傳輸層和鈣鈦礦吸光層的界面接觸,抑制了界面電荷復(fù)合,同時(shí)提高了mapbi3的結(jié)晶度和晶粒尺寸,減少了缺陷,改善了鈣鈦礦薄膜形貌,從而有利于載流子的傳輸,延長(zhǎng)了載流子壽命,有效提高了器件的濕度穩(wěn)定性、長(zhǎng)期穩(wěn)定性及光電轉(zhuǎn)換效率。 技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素: 4.本發(fā)明的目的在于提升鈣鈦礦太陽能電池的濕度穩(wěn)定性。利用界面修飾層有效降低sno2和鈣鈦礦薄膜界面之間的載流子復(fù)合,鈍化界面缺陷,明顯提升電池的濕度穩(wěn)定性,同時(shí)加快載流子的傳輸速度,提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率及長(zhǎng)期穩(wěn)定性。 5.為達(dá)到以上目的,本發(fā)明提供以下技術(shù)方案: 6.一種顯著提升鈣鈦礦太陽能電池濕度穩(wěn)定性的界面修飾方法。該界面修飾層對(duì)電子傳輸層與鈣鈦礦層界面進(jìn)行修飾,使用tpfpb (三(五氟苯基)硼烷)制備界面修飾層。鈣鈦礦太陽能電池結(jié)構(gòu)為:透明導(dǎo)電基板、電子傳輸層、界面修飾層、鈣鈦礦吸光層、空穴傳輸層和頂電
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