导　　师： 巩雄

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 对于钙钛矿太阳能电池,其活性层的结晶性状及形貌特征直接关系到电池器件的光伏表现。因而实现对钙钛矿(CHNHPbI)薄膜的结晶性控制一直是研究的主要方向之一,大量的相关科研工作已经被报道,包括前驱体溶剂的选择,反溶剂的应用以及溶剂退火工艺等。本文在两步法制备CHNHPbI薄膜时,通过预处理PbI薄膜层,实现了CHNHPbI的结晶性调控,从而改善了CHNHPbI薄膜的质量。本文用XRD、SEM、UV-vis光谱、PL光谱、I-V测试以及外量子效率测试等表征技术对CHNHPbI薄膜及所制备的钙钛矿电池器件的性能进行了分析,并测试了其瞬态行为。主要工作内容如下:(1)采用NHI作为添加剂制备PbI薄膜,由于NHI与PbI反应形成了NHPbI的中间相,经过90℃的热退火过程,可逆转变为PbI,研究表明NHI具有钝化PbI结晶的作用。其中,添加NHI的最佳摩尔比率PbI/NHI为6:1。通过调节PbI结晶,我们获得了平整致密无针孔的PbI薄膜。由摩尔比率为6:1的PbI/NHI溶液制备的CHNHPbI薄膜相比于未添加NHI的对照组CHNHPbI薄膜,显示了更长的载流子寿命,表明了其更低的缺陷态浓度。由此,质量得到改善的CHNHPbI薄膜应用于钙钛矿太阳能电池时,加强了电池器件的V及FF,同时还大大提高了电池器件的重复性。(2)发现一种新的方法可以用来实现钙钛矿的取向性生长。具体步骤为,在两步法制备CHNHPbI薄膜时,通过在PbI薄膜上预沉积一层tetraphenylphosphonium chloride(TPPCl),能实现钙钛矿的取向生长。由TPPCl处理的CHNHPbI薄膜显示了更大的晶粒尺寸以及规则多边化的晶粒结构,同时CHNHPbI薄膜晶粒经证实优先于(110)及(220)晶面上生长。通过TPPCl预处理的钙钛矿电池器件相比于未处理的对照组,其开路电压(V)从1.04 V提高至1.12 V。不仅如此,由TPPCl预处理的钙钛矿电池器件获得了最大光电转化效率超过18%。此外,我们还发现由TPPCl预处理的钙钛矿电池器

关 键 词： 钙钛矿 添加剂 中间相 结晶 取向性

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