采用MoO3阳极缓冲层的钙钛矿太阳能电池研究
2018-03-21张继华张小文王红航易子川刘黎明
王 俊,禹 豪,张继华,张小文,王红航,易子川,刘黎明*
(1.电子科技大学中山学院 电子薄膜与集成器件国家重点实验室中山分室,广东 中山 528402;2.电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室,四川 成都 610054;3.桂林电子科技大学 广西信息材料重点实验室,广西 桂林 541004)
1 引 言
自从钙钛矿太阳能电池首次报道以来[1],因其优异的光电特性[2-3]而受到广泛关注,取得了突飞猛进的发展,但器件的稳定性和效率仍有待进一步提高。在平面异质结型(PHJ)钙钛矿太阳能电池中,广泛采用高导电性的PEDOT∶PSS作为空穴传输层材料(HTL)[4-5]。最近,NiOx[6-8]、Cu2O[9]等作为空穴传输层材料也被研究报道,但还很难取得接近PEDOT∶PSS的性能,而且其稳定性也是一个很大的挑战。为了进一步阻挡电子空穴的复合,减少漏电流,一些研究者在结合PEDOT∶PSS高导电性的同时,使用PolyTPD[10]、QUPD[11]等具有高的最低未占分子轨道(LUMO)能级或者稳定性好的材料进行阳极界面修饰,用以提升电池的性能。无机氧化材料MoO3具备稳定、无毒且价格优廉等特性,被作为有机太阳能电池的阳极缓冲层、界面修饰层进行了研究。Sun等[12]在倒置结构的有机太阳能电池上,将MoO3作为器件阳极缓冲层,发现引入MoO3有助于空穴提取效率,阻挡电子,取得了3.9%的光电转换效率。Zilberberg等[13]报道了ITO/(sMoOx或eMoO3或PEDOT∶PSS)/P3HT∶PCBM/Ag结构的有机太阳能电池,其效率为3.2%。Wang等[14]将MoO3纳米晶和PEDOT∶PSS复合材料作为空穴传输层,取得了最高9.8%的光电转化效率。
本文将热蒸发法沉积的MoO3作为平面异质结型钙钛矿太阳能电池的阳极界面修饰层,以增强钙钛矿光吸收层到阳极的空穴提取效率,并利用MoO3的稳定性来阻挡酸性的PEDOT∶PSS对ITO电极的腐蚀,从而提高电池的稳定性。……
