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钙钛矿敏化太阳电池制备工艺的优化研究
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:《物理化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:TK51[动力工程及工程热物理—热能工程]
  • 作者机构:[1]中国科学院广州能源研究所,广州510640, [2]中国科学院大学,北京100049, [3]广州新栋力超声电子设备有限公司,广州510640
  • 相关基金:国家自然科学基金面上项且(21073193,21273241);广东省科技计划协同创新与平台环境建设项目(2014A05050305);广东省自然科学基金(2015A030310501);佛山市院市合作项目(2013HK100411);江苏省能量转换材料与技术重点实验室开放课题基金(MTEC-2015M01)
中文摘要:

近年来,有机金属卤化物钙钛矿太阳电池因制备条件温和、光吸收强、能耗低、光电转化效率高等优点成为备受瞩目的研究热点。本文采用一步法制备钙钛矿材料甲胺碘化铅(CH3NH3PbI3),并以廉价的聚(3.己基噻吩)(P3HT)为空穴传输材料在大气环境下制备钙钛矿敏化太阳电池。其中,通过调控TiO2浆料与松油醇、乙基纤维素的配比,分别制备具有250nm、600nm和1000nm三种不同厚度的TiO2纳米颗粒多孔薄膜光阳极,并系统考察钙钛矿前驱体溶液旋涂量对敏化电极结构形貌及光吸收性能的影响。太阳电池光电特性测试结果表明:当TiO2多孔层厚度为600nm、钙钛矿前驱体溶液的旋涂量为40μl时,CH3NH3PbI3能够较为完全地覆盖在多孔TiO2的表面,且钙钛矿材料的晶粒尺寸合适,TiO2孔道结构未被堵塞,有利于空穴导体的填充以及空穴的转移与传输,优化后的太阳电池光电转化效率达到5.17%。

英文摘要:

Perovskites sensitized solar cells have attracted great interest owing to the easy fabrication conditions, excellent absorption property, low energy consumption, and high power conversion efficiency (PCE). Herein, we successfully synthesized CH3NHaPbI3 via one-step method and fabricated perovskite sensitized solar cells by using P3HT as hole-transport material under ambient condition. Mesoporous TiO2 films with different thickness (i.e. 250 nm, 600 nm, and 1 000 nm) have been obtained by regulating the mole ratios of TiO2 pastes, terpineol, and ethyl cellulose. Furthermore, the influences of precursor volume on the microstructures and optical properties for the perovskite sensitized films were also systematically investigated. Results showed that when the thickness of the TiO2 mesoporous layer was -600 nm, and the volume of perovskite precursor solutions was 40 μl, the perovskite layer with desirable grain sizes is covered sufficiently onto the TiO2 surface, and the pores between TiO2 nanoparticles were still remained, which favors the effective filling of hole-transport materials and is beneficial to the photo-generated hole transport in device. The optimized perovskite sensitized solar cells exhibited a PCE of 5.17%.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781