魏清渤， 归阿敏, 高静楠， 周 盼， 付 峰

(延安大学化学与化工学院 陕西省化学反应工程重点实验室, 陕西 延安 716000)

1 引 言

近年来，新型钙钛矿电池研究受到了学者们的广泛关注，有机-无机杂化的钙钛矿(CH3NH3PbX3,X= I，Br和Cl)吸光材料具有独特的光电学特性，使其成为最具研究前景的光伏材料之一[1-6]。自2009年首次报道以来，电池效率从3.8%发展到目前已认证的23.3%[7-14]，经过短短几年时间的发展，已经超过了长期发展的单结非晶硅电池、染料敏化电池、有机太阳电池和量子点电池等。MAPbI3钙钛矿薄膜的吸收边位置为780 nm，禁带宽度为1.59 eV，CH3NH3PbI3材料在可见光谱区有较宽、较强的吸收，具有激子束缚能小、载流子寿命长、迁移率高、扩散距离长等突出优点，是非常理想的太阳电池的光活性材料[15-16]。

目前，已经报道了许多关于CH3NH3PbI3钙钛矿电池的研究，以及掺杂少量Br离子对电池性能的影响。研究发现高效钙钛矿电池的吸收层都包含Br元素，这主要是由于以下两个方面的原因：一方面，CH3NH3PbBr3钙钛矿带隙为2.3 eV，通过掺杂部分溴元素可以增加更多的高能光子吸收，从而将带隙调节到一个较高的值，并可以提高开路电压[17-19]。另一方面，由于Br半径比I小，晶格常数下降，钙钛矿晶体结构从扭曲的三维结构变为立方体结构，堆积的钙钛矿更加紧密，因此，引入Br-离子以后，不仅能提高电池的开路电压，还可以提高钙钛矿对湿度的稳定性[20-21]。

本文构筑了传统p-i-n结构钙钛矿太阳能电池。采用溶液旋转技术制备了钙钛矿薄膜，考察了不同含量MABr对钙钛矿薄膜结晶性、形貌、光学性能以及电池器件性能的影响。……