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低温ALD沉积Al掺杂TiO_2薄膜性能的研究及在钙钛矿太阳电池上的应用
  • ISSN号:1672-7126
  • 期刊名称:《真空科学与技术学报》
  • 时间:0
  • 分类:TB34[一般工业技术—材料科学与工程]
  • 作者机构:北京印刷学院等离子体物理及材料研究室,北京102600
  • 相关基金:国家自然基金(11175024,11375031,11505013); 北京市自然基金重点项目(KZ201510015014); 北京印刷学院重点项目(No.23190113051); 西安交通大学电力绝缘和电力设备国家重点实验室开放课题(No.EIPE15208); 浙江省“纺织科学与工程”重中之重一级学科和“纺织纤维材料与加工技术”国家地方联合工程实验室开放基金资助项目(2015KF22)
中文摘要:

以四异丙醇钛、三甲基铝和去离子水分别为钛源、铝源和氧源,低温条件下用原子层沉积(ALD)技术在FTO导电玻璃上制备TiO_2薄膜和掺杂不同比例元素Al的TiO_2(ATO)薄膜,并将其作为光阳极用于平面钙钛矿太阳电池。测量TiO_2和不同Al比例掺杂的ATO薄膜X射线衍射,研究掺杂比对TiO_2晶格的影响。同时,以FTO导电玻璃为基底在TiO_2(或ATO)薄膜上沉积Al做电极制备FTO/TiO_2/Al和FTO/ATO/Al,测量它们的I-V曲线,研究Al掺杂对TiO_2薄膜导电性能的影响。最后,以TiO_2和掺杂比为1:120制备的ATO为光阳极,组装成钙钛矿太阳电池器件FTO/TiO_2(或FTO/ATO)/CH_3NH_3PbI_(3-x)Cl_x/spiro-OMETAD/Au,测量电池J-V特性曲线。与TiO_2为光阳极器件相比,掺杂比为1:120的ATO基器件开路电压从0.89提高到1.01 V,填充因子从59%提高到64%,光电转换效率由9.26%提高到11.31%。发现少量Al掺杂不会改变TiO_2薄膜晶型结构,但是会改变TiO_2电阻。

英文摘要:

The Al-doped TiO2 (ATO) thin films,synthesized by atomic layer deposition(ALD) at a low tem- perature with Ti-isoporpoxide,trimethylaluminum and H20 as the Ti, A1 and 0 precursors on FTO glass substrate, were used to fabricate perovskite solar cells. The influence of the Al-doping on the microstructures and characteris- ticsof the perovskite solar cells was investigated with X-ray diffraction, scanning electron microscopy, atomic force microscopy. The results show that Al-doping significantly improves the J-V characteristics of the solar cell, but weak- ly affects the surface microstructures of the coatings. To be specific, fabricated with the ATO coatings, consisting of an A1/TiO2 ratio of 1: 120, the open circuit voltage of the solar cell, Voo,increased from 0. 89 to 1.01 V, the fill-fac- tor increased from 5% to 64% ;and the power conversion efficiency increased from 9.26% to 11.31%. In addition, a low Al-content decreased the sheet-resistance. Possible mechanisms responsible for performance improvement were tentatively discussed.

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期刊信息
  • 《真空科学与技术学报》
  • 中国科技核心期刊
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  • 主办单位:中国真空学会
  • 主编:李德杰
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  • 邮编:100022
  • 邮箱:cvs@chinesevacuum.com
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  • 国际标准刊号:ISSN:1672-7126
  • 国内统一刊号:ISSN:11-5177/TB
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  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,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)
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