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基于原子层沉积技术AlO_x构建M-I-S结构的无空穴传输材料钙钛矿太阳能电池

卫会云  石将建  许信  吴会觉  罗艳红  李冬梅  孟庆波  
【摘要】:近年来,钙钛矿太阳能电池成为研究热点。以spiro-OMeTAD作为空穴传输材料(Hole Transport Material,HTM)的钙钛矿太阳能电池光电转换效率已突破15%。与此同时,发展无HTM钙钛矿电池是简化电池结构,降低电池成本的重要途径。无HTM钙钛矿电池最初是由L.Etgar及其合作者发展起来的,基于一步法制备的电池效率达到8%。我们组首次采用两步法制备了无HTM钙钛矿电池效率最高可达10.49%。[1]在前期工作中我们首次在无HTM钙钛矿电池CH3NH3PbI3/Au界面引入超薄Al2O3层,构建M-I-S(metal-insulator-semiconductor)结构。[2]在此工作基础上,本文分析了AlOx对钙钛矿-Au界面电子传输的作用机理,并对AlOx的沉积条件进行了系统研究。研究表明,经AlOx处理后电池的短路电流(Jsc)明显提高,说明收集电子和空穴的性能得到改善。通过初步优化AlOx的沉积条件,无HTM钙钛矿电池平均效率由8.5%提高到10%,平均效率增长17.6%。

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