發(fā)布時(shí)間：2024-04-21 18:04

　　鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率已由3.8%迅速攀升到25.02%。然而,鉛基鈣鈦礦的毒性和不穩(wěn)定性嚴(yán)重限制了其商業(yè)化應(yīng)用。在空氣中穩(wěn)定且低毒性的鉍基鈣鈦礦材料((CH₃NH₃)₃Bi₂I₉,MBI)吸引了研究者們的廣泛關(guān)注。MBI以六邊形晶體無(wú)序地堆積形成鉍基鈣鈦礦薄膜,這種無(wú)序的堆積導(dǎo)致MBI薄膜致密性低,且存在大量針孔缺陷,嚴(yán)重影響了基于MBI薄膜的太陽(yáng)能電池的整體性能。本文研究了聚乙二醇(PEG)摻雜到MBI前驅(qū)體溶液中對(duì)MBI薄膜微觀形貌的影響,并系統(tǒng)地研究了聚乙二醇的摻雜濃度對(duì)基于MBI薄膜的太陽(yáng)能電池的光電性能的影響。結(jié)果表明,當(dāng)PEG的濃度為30 mg/mL時(shí),成功地制得了均勻致密的MBI薄膜,基于該薄膜的電池器件的最佳光電轉(zhuǎn)換效率為0.14%。

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

圖2聚乙二醇摻雜量不同的鉍基鈣鈦礦層的SEM形貌圖,其中PEG摻雜量分別為:(a)10mg/mL;

圖1純鉍基鈣鈦礦層的SEM形貌圖2.3鉍基鈣鈦礦層的UV-Vis圖譜

圖1純鉍基鈣鈦礦層的SEM形貌圖

為了驗(yàn)證聚乙二醇對(duì)鉍基鈣鈦礦薄膜結(jié)晶性能的影響,對(duì)摻雜含量不同的MBI薄膜進(jìn)行晶體結(jié)構(gòu)表征。如圖4所示,當(dāng)聚乙二醇的摻雜量為30mg/mL時(shí),薄膜的衍射峰強(qiáng)度比其他摻雜含量的衍射峰強(qiáng)度更高。隨著聚乙二醇的摻雜量進(jìn)一步增加,當(dāng)摻雜量為40mg/mL時(shí),衍射峰的強(qiáng)度卻明顯地降低,....

圖3SEM截面圖

為了研究聚乙二醇對(duì)鉍基鈣鈦礦薄膜的光吸收性能的影響,對(duì)摻雜不同聚乙二醇含量的MBI薄膜進(jìn)行了紫外可見吸收光譜表征。當(dāng)MBI薄膜的致密性較差,孔洞較多時(shí),就會(huì)引起光的散射。紫外光就會(huì)從孔洞處漏出去,而不是被鈣鈦礦層吸收,會(huì)降低MBI薄膜對(duì)光的吸收效率和利用率。如圖5所示,不同聚乙二....

圖4聚乙二醇摻雜量不同的鉍基鈣鈦礦的XRD圖譜

圖6和表1是不同聚乙二醇摻雜含量的鉍基鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的J-V特性曲線和參數(shù)統(tǒng)計(jì)。通過(guò)數(shù)據(jù)可以看出基于未摻雜聚乙二醇的MBI薄膜的太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率為0.07%,Voc為0.50V,Jsc為0.39mA/cm2,填充因子FF為36%。未摻雜聚乙二醇的MBI薄膜的質(zhì)量較差....

本文編號(hào)：3961262