摘要
钙钛矿太阳能电池在10年内认证效率从3.8%迅速发展到25.5%，是极有前景的清洁能源，限制其向市场化进一步扩展的稳定性问题也在最近几年到得到了改善。在未来清洁能源发展中，新型钙钛矿太阳能器件备受关注。 钙钛矿器件中，晶体吸光层薄膜的界面质量和钙钛矿器件内部电子/空穴的传输是影响器件光电转化效率的尤为重要原因，同样是提升器件光电转换效率和增强长期稳定性的主要关注点之一。本文采用廉价的碳电极取代了常见的金属电极，节约了制造成本，选择带隙较为合适，热稳定性极其优异的CsPbIBr2钙钛矿作为活性吸光层，提高器件的活性层质量和阳极侧的界面接触空穴传输。 具体研究内容如下： （1）引入PbI2至CsPbIBr2前驱液，之后对含有不同百分含量PbI2的CsPbIBr2薄膜和器件性能做了分析。添加PbI2后，得到了高度致密、无孔洞、全覆盖的大晶粒CsPbIBr2吸光层，提升了CsPbIBr2薄膜吸光层对可见光的吸收。对器件的表征发现引入PbI2，钙钛矿器件电压损失减小、内部缺陷减少，内部电阻增大减少非辐射复合，同时效率明显提高，由此组装的无空穴传输材料的碳基CsPbIBr2器件获得了8.81%的效率和1.24V的电压。 （2）在加入PbI2得到优质吸光层薄膜的基础上，引入了具有良好空穴传输性能的P3HT作为传输层，研究发现溶解P3HT的极性溶剂不会破坏钙钛矿晶体，并且P3HT在钙钛矿薄膜与碳电极之间会增大了两个界面之间的空穴提取能力和载流子传输性能，之后对P3HT旋涂速度进行优化，在3000转/分钟时，P3HT的厚度最优。经过组装后的碳基CsPbIBr2钙钛矿太阳能电池达到了9.46%的转化效率和1.26V的开路电压。
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