基于界面修飾的鈣鈦礦太陽能電池的制備及性能研究

王靜靜，孫麗娟，許宇婷

（溫州大學化學與材料工程學院，浙江 溫州 325000）

進入21世紀以來，化石能源的短缺使得人類面臨前所未有的能源短缺問題[1]。太陽能作為清潔能源，具備儲存量大、可無限使用的優勢[2]，因此太陽能電池作為一種重要的光電轉化設備，備受人們關注[3]。鈣鈦礦太陽能電池是近年來新興的一種能量轉換裝置，具有制備工藝簡單、光電性能優異、原材料價格便宜等優點[4-6]，受到能源研究學者的廣泛追捧，在十幾年間的發展迅速，市場份額已達到25.5%[7-11]。但在其產業化的過程中，電池遲滯現象明顯、長期穩定性差等缺點，一直備受行業詬病。界面修飾是學者們常用的調控載流子傳輸與提取的研究策略[12-13]，能夠顯著提高電池性能并改善器件穩定性。

1 實驗部分

1.1 實驗藥品

FTO導電玻璃(15Ω·m-2)、無水乙醇(AR)、異丙醇(AR)、丙酮(AR)、納米二氧化錫水凝膠(15%)、碘化鉛(99%)、甲脒氫碘酸鹽(99%)、甲基溴化銨(99%)、溴化鉛(99%)、碘化銫(99.98%)、氯苯(99.9%)、Spiro-OMeTAD(99.99%)、金(99.999%)等。

1.2 實驗儀器

超聲清洗機、燒杯、旋涂儀、聚四氟乙烯清洗架、等離子體清洗儀、加熱臺、真空鍍膜機、IV測試系統、IPCE測試系統等。

1.3 器件的制備

將刻蝕好的FTO導電玻璃放到聚四氟乙烯清洗架上，分別用去離子水、無水乙醇、丙酮、異丙醇、無水乙醇超聲震蕩15 min，用氮氣槍吹干后，用等離子體清洗設備清洗15min后備用。將稀釋的SnO2水凝膠溶液在空氣中旋涂在FTO玻璃上，150℃退火30 min。將不同濃度的PCBM溶液以不同的旋涂速度鋪展在FTO/SnO2上，轉移到手套箱中備用。

分別將FAI(1.00 M)、PbI2(1.10 M)、MABr(0.2 M)、PbBr2(0.2 M)加入DMF∶DMSO=4∶1(體積比)的溶劑中，將CsI溶液(1.5M，DMSO)加入上述混合溶液中，以制備混合離子鈣鈦礦前驅體溶液。……