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基于P3HT空穴传输层的钙钛矿太阳能电池性能仿真研究

2019-05-21王传坤

人工晶体学报 2019年4期
关键词:效率

王传坤, 张 星,唐 颖,马 恒

(1.兴义民族师范学院,兴义 562400;2.河南省光伏材料重点实验室,新乡 453007)

1 引 言

钙钛矿太阳能电池主要采用钙钛矿材料CH3NH3PbX3(X=I-、Cl-、Br-)作为光学吸收层。其制作工艺简单、光电转化效率高等优点,使得钙钛矿太阳能电池成为光伏研究领域中的热点之一。钙钛矿太阳能电池的光电转化效率从3.5%提升到2018年钙钛矿太阳能光电转化效率达到23.25%[1],光电转转化效率提升如此快,被认为是光伏领域的一个神话。钙钛矿太阳能电池的光电转化效率的快速提升得益于钙钛矿太阳能材料具有以下优点:具有可调控的能带结构,通过不同元素对钙钛矿材料进行掺杂改变带隙宽度和电子亲和势;该材料与太阳光谱匹配较好,因而具有良好的光吸收性能,很薄的厚度就几乎能够吸收全部的可见光并用于光电转换。为了提高钙钛矿太阳能电池的光电转化效率通常选取不同缓冲层材料作为空穴缓冲层或者电子缓冲层。缓冲层材料能够减小光吸收材料和电极之间的势垒,同时减小空穴和电子的复合,提高光子的利用效率。因此,合理选择缓冲层材料对提高钙钛矿太阳能电池的光电转化效率至关重要。

目前,缓冲层材料的选取有n型半导体材料如ZnO、TiO2等[2-3]作为电子缓冲层材料。Cao等[4]研究者采用乙醇胺钝化ZnO薄膜,同时添加一层氧化镁薄膜修饰ZnO。通过处理的氧化锌薄膜能有效的抑制界面电荷的重组,从而提高钙钛矿太阳能电池的稳定性。经乙醇胺钝化后的ZnO电子缓冲层能促使钙钛矿材料中的载流子向ZnO的有效电子传递,进一步完全消除了器件的的迟滞现象。……

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