导　　师： 黄飞

授予学位： 博士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 以有机金属卤化物钙钛矿太阳电池和聚合物体异质结太阳电池为例的新一代光伏技术是一类面向可再生能源的新兴科技,具有在质轻及柔性基板上低成本溶液加工的优势,因而备受关注。除了发展新型活性层材料以外,界面工程的改善也在光电器件的快速发展过程中起到了重要作用。本论文的研究内容主要集中于两类快速发展的光电器件——钙钛矿太阳电池和有机太阳电池,重点研究其器件物理及界面机制,特别是在将光伏技术推向商业化的关键问题上有较多讨论,以期为未来实现廉价、高效、大面积印刷生产及半透明器件应用等方面提供理论及实践指导。在第二章中,我们主要研究一系列含有不同有机阳离子及卤素阴离子的离子盐作为添加剂对钙钛矿吸光层的薄膜形貌及结晶程度的影响。研究发现,有机卤素离子盐的种类及浓度可有效改变钙钙钛矿薄膜的形貌及结晶性质,其中,TPPI(Itetraphenylphosphonium iodide,四苯基碘化膦)和 TPPCl(tetraphenylphosphoniumchloride,四苯基氯化膦)是两种最为有效的、可提升钙钛矿薄膜的结晶度和覆盖度的添加剂,这可能是由于I和Cl-阴离子可改变钙钛矿薄膜形成动力学。为了进一步优化电池器件效率,我们也尝试将TPPI作为界面n型掺杂剂,并将其旋涂于电子传输层和阴极金属Al之间修饰阴极界面,可减小阴极界面接触电阻。在添加剂和界面修饰的双重作用下,卤化膦盐改性的钙钛矿太阳电池效率可进一步提升至13%,而未经修饰的器件效率仅有～10%。在第三章中,我们主要研究用聚合物材料代替富勒烯作为平面异质结钙钛矿太阳电池电子传输层的可能性。我们将一种由芴、萘二酰亚胺和噻吩桥键组成的含胺基官能团的共轭聚合物(PFN-2TNDI)作为新型电子传输层,应用于钙钛矿太阳电池中。研究发现,此聚合物可以替代目前在p-i-n型平面异质

关 键 词： 钙钛矿太阳电池 有机太阳电池 器件物理 活性层 界面材料

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