导　　师： 叶轩立

授予学位： 博士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 近年来，有机-无机杂化钙钛矿材料以其优异的光电性能，成为新一代光伏材料的新贵。单结钙钛矿太阳电池效率已经发展到认证效率的24.2%，接近其理论极限。因此，为了进一步突破效率的瓶颈，需要一种新的器件结构(叠层钙钛矿太阳电池)来实现。叠层电池一般是由一个宽带隙的顶电池和一个窄带隙的底电池组成，其中，宽带隙钙钛矿太阳电池的性能已经获得了长足的发展，而窄带隙钙钛矿太阳电池由于含有极易被氧化的锡元素，发展较为滞后。本论文主要围绕窄带隙钙钛矿太阳电池的薄膜形貌和界面调控来展开，并最终实现高性能的窄带隙钙钛矿太阳电池。薄膜形貌是影响钙钛矿太阳电池器件性能至关重要的因素，而窄带隙钙钛矿因含有锡元素，薄膜形貌难以控制。在器件界面方面，由于窄带隙钙钛矿的能级与经典的铅基钙钛矿的能级不完全一致，因此需要对界面能级进行调控，实现器件整体能级结构的匹配以及界面特性的改善，以提高窄带隙钙钛矿太阳电池的器件性能。本论文的主要工作分为以下三部分：　　在第三章中，我们主要围绕真空辅助加热退火工艺可以改善钙钛矿的薄膜形貌，提高钙钛矿太阳电池的器件性能展开研究。我们通过对比真空条件与氮气环境下加热形成的钙钛矿薄膜发现，真空辅助加热可以提高钙钛矿薄膜的结晶性和覆盖率。同时，真空辅助加热工艺可以加快钙钛矿薄膜中MACl的抽取速率，从而减少钙钛矿薄膜中针孔的形成，降低器件的漏电流。结合X射线衍射,扫描电子显微镜,能量色散光谱和能量偏转光谱等表征技术,我们阐述了真空辅助加热工艺对钙钛矿形貌和结晶的影响。基于这种加热退火工艺，我们成功制备了一种高效的窄带隙CH3NH3Sn0.5Pb0.5IxCl3-x钙钛矿太阳电池，其能量转换效率达到12.3%，并

关 键 词： 钙钛矿太阳电池 薄膜形貌 界面调控 窄带隙钙钛矿 能级结构

领　　域： [] []