采用2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-鄰二氮雜菲（浴銅靈,縮寫:BCP）有機(jī)小分子作為鈣鈦礦薄膜與電子傳輸層之間的界面修飾層,從而使得反型結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦太陽電池性能得到顯著改善。通過掃描電子顯微鏡研究發(fā)現(xiàn):BCP分子可在鈣鈦礦薄膜樣品表面的晶界間充分填充,推測其抑制了界面缺陷態(tài)的產(chǎn)生。進(jìn)一步研究器件內(nèi)部界面電荷的累積,并結(jié)合交流阻抗譜的分析,證實(shí)經(jīng)BCP鈍化的鈣鈦礦太陽電池中界面電荷的累積減少,光生載流子的復(fù)合被抑制,電池的光電轉(zhuǎn)換效率由原來的15.7%提升到了17.4%。 

【文章來源】：半導(dǎo)體光電. 2020,41(04)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

BCP分子結(jié)構(gòu)及使用BCP修飾前后的鈣鈦礦電池結(jié)構(gòu)示意圖

實(shí)驗(yàn)中使用的BCP溶液濃度只有0.5mg/mL，而且旋涂過程中轉(zhuǎn)速設(shè)置較高，這導(dǎo)致覆蓋在鈣鈦礦層表面的BCP較薄，厚度在幾納米。從圖3中的UV-vis吸收光譜測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)BCP小分子旋涂覆蓋在鈣鈦礦層表面時，測得光吸收強(qiáng)度的變化非常小。這既能表明旋涂的BCP層厚度較小，不會影響在光伏器件中電子經(jīng)過PC61BM層向外電路的傳輸，同時也能證明溶解BCP的異丙醇溶劑并沒有溶解破壞鈣鈦礦活性層的成膜質(zhì)量。圖3 鈣鈦礦薄膜和鈣鈦礦/BCP薄膜的UV-vis吸收光譜

圖2 BCP的旋涂工藝示意圖如圖4所示，采用掃描電子顯微鏡（SEM）觀察發(fā)現(xiàn)：經(jīng)BCP鈍化后的鈣鈦礦薄膜表面有一層厚度非常薄的膜層，并且在鈣鈦礦晶體與晶體之間的晶界處附著大量的白色顆粒，這就是通過旋涂工藝操作處理后的BCP小分子。鈣鈦礦膜層表面晶界處存在大量的缺陷態(tài)，這些缺陷態(tài)會嚴(yán)重抑制光生載流子向外電路輸運(yùn)，從而阻礙器件光伏性能的提升[9,11]。采用BCP鈍化工藝能夠有效填補(bǔ)晶界處的空隙，進(jìn)而減少表面缺陷態(tài)的產(chǎn)生，達(dá)到改善鈣鈦礦薄膜質(zhì)量的效果。


本文編號：3235665