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PEALD-GaN薄层在钙钛矿太阳能电池的应用研究

卫会云  仇鹏  王茜茜  郑新和  
【摘要】:在钙钛矿太阳能电池中,载流子的产生、传输以及收集层层叠在一起产生了很多界面,这些界面对于器件载流子输运过程有重要影响。目前,通过调控组分或者引入界面缓冲层和钝化层已经实现对钙钛矿电池界面的改善。本文不同于目前被广泛报道的TiO_2,ZnO,SnO_2等单层或多层金属氧化物电子传输层,探索了以Ⅲ族氮化物GaN为电子传输层对电池器件的电子传输和界面性质的影响。我们借助等离子体增强原子层沉积技术来实现均匀、无针孔并且厚度可精确控制的GaN薄膜(厚度小于10nm),这些性质有利于后续沉积高质量钙钛矿薄膜以及抑制发生在钙钛矿和GaN之间的载流子复合。研究表明,GaN薄膜厚度对电池中的电子传输和收集有重要影响,基于5nm厚GaN电子传输层制备的钙钛矿电池获得15.18%的光电转换效率,22.56 mA/cm~2的短路电流密度,0.977 V的开路电压以及0.689的填充因子。

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