钙钛矿太阳能电池稳定性研究文献综述

 2021-10-23 21:42:46

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文献综述前言本次毕业论文的实验目标是寻找和测试在钙钛矿电池的构建中用于修饰界面、减少缺陷的新材料,并通过测试验证其对于钙钛矿电池的稳定性是否存在正面增益。

对于当前已经具有高光吸收系数、高的载流子迁移率、长载流子扩散长度、强光致发光和高量子产率等优异光电性能且制造成本预计相对低廉的钙钛矿电池来说[1,2],其较差的稳定性成为钙钛矿电池在大规模应用前的最大的障碍之一。

当前已有研究团队总结出以界面修饰和界面钝化为技术手段来解决钙钛矿电池稳定性较差的问题,并且完善了界面钝化带来稳定性提升的理论[3,4]。

也有团队通过实验验证了具体材料用作界面钝化后起到了对稳定性提升的正面增益[5,6]。

正文钙钛矿太阳能电池一般由导电玻璃、电子传输层、钙钛矿层、空穴传输层、金属对电极组成,在光作用下,钙钛矿材料吸收光子产生电子-空穴对,在钙钛矿材料与电子传输层和空穴传输层交界处分离,电子注入电子传输层,空穴传输至空穴传输层,分别被对电极收集,电子与空穴的移动产生电流。

钙钛矿在潮湿环境、高温、可见光照和紫外线照射下的不稳定性是它们的主要缺点,阻碍了基于钙钛矿太阳能电池的商业化[7-9]。

湿度对于钙钛矿材料的影响尤为严重,三维的钙钛矿与水反应致使活性层自降解破坏器件的界面,最终导致结构损坏形成零位水化相或者分解为前驱体并且不会再自合成。

光诱导需要有氧的参与,生成具有反应性的超氧化物,并且导致表面反应扩散到体相,占据碘空位,并完成降解[10]。

在此过程中加热和紫外照射也可以加速钙钛矿层的分解[11,12]。

在空气中时,由于水分和氧气共存,高温条件促进了MAPbI3薄膜的分解,改变了薄膜原有的表面形貌。

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