基于新型三维TiO2网络结构的高效率钙钛矿太阳能电池(英文)

作者：卢豪; 邓楷模; 严旎娜; 马玉龙; 顾邦凯; 汪勇; 李亮

来源：Science Bulletin, 2016, 61(10): 778-743.

• Perovskite
• Solar cell
• TiO_2
• Template
• Atomic layer deposition

钙钛矿太阳能电池近年来发展迅速,是非常具有潜力的新型太阳能电池.目前已取得最高效率并通过权威机构认证的钙钛矿太阳能电池采用TiO2纳米颗粒层作为电子传输的通道,同时充当骨架层沉积钙钛矿材料.本文采用纳米尺寸的高分子聚合物作为模板,利用原子层沉积技术在其表面沉积一层TiO2薄膜,最后经过热处理移除高分子模板.其中,高分子模板的厚度以及原子层沉积TiO2薄膜厚度都可以控制.利用厚度为270nm的高分子聚合物模板,沉积10 nm厚的TiO2薄膜,热处理后得到的三维TiO2网络结构作为电子传输层和骨架层,通过一步法沉积钙钛矿材料(CH3NH3Pb I3–xClx)后,分别使用P3HT和Ag作为空穴传输层和电极,钙钛矿太阳能电池的光电转换效率可达到12.5%.高效率的获得主要得益于三维TiO2网络结构提供了直接的电子传输通道,较小的暗电流以及较低的界面载流子复合几率.结果表明,借助高分子模板和原子层沉积技术获得的三维TiO2网络结构可以应用在钙钛矿太阳能电池上,作为TiO2纳米颗粒层的有效替代.

• 单位
  材料化学工程国家重点实验室; 南京工业大学