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原子层沉积AlO_x对无空穴传输材料钙钛矿太阳能电池性能影响研究

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,基于CH_3NH_3PbI_3的钙钛矿太阳能电池成为研究热点。~([1,2])目前以Spiro-OMeTAD作为空穴传输材料(HoleTransportMaterial,HTM)的钙钛矿太阳能电池光电转换效率已突破15%。~([3-5])其中,发展无HTM钙钛矿电池是简化电池结构,降低电池成本的一个重要途径。无HTM的钙钛矿电池最初是由L.Etgar及其合作者发展起来的,电池效率达到8%。~([6])我们组采用两步法制备了无HTM钙钛矿电池效率达到10.49%。~([7])基于前期工作基础,[8]我们采用原子层沉积技术(ALD)在钙钛矿-Au界面引入超薄AlO_x层,构建M-I-S结构,分析了AlO_x对钙钛矿-Au界面电子传输的作用机理,并对AlO_x的沉积条件进行了系统的优化。研究表明,经AlO_x处理后电池的短路电流(J_(sc))明显提高,说明电池收集电子和空穴的性能得到改善。通过初步优化AlO_x的沉积条件,无HTM钙钛矿电池的平均效率由8.5%提高到10%,并获得11.10%的最高效率。

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