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 专利、报告等 钙钛矿太阳电池中的光浸泡现象研究 |
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| 其它 | 【摘要】：光浸泡现象是太阳电池中常见的问题,它体现在器件需经过一段时间光照才能到达饱和输出性能~([1,2])。目前,普遍认为光浸泡现象是可逆的,即在暗态环境放置一段时间后,电池性能会恢复到初始状态~([3])。我们在以TiO_2为电子传输层的介孔钙钛矿太阳电池中发现了不可逆的光浸泡现象。在光照一段时间后,电池的光电转换效率有很大的提高,并且这个光浸泡现象并不是可逆的,这是由于光照对TiO_2产生了不可逆的变化。为了理解其中机理,我们结合X射线光电子能谱(XPS),时间分辨光致发光谱(PL)和电流-电压曲线,仔细研究了光和二氧化钛之间的相互作用。实验结果表明光照会导致TiO_2表面产生一定的氧空位,这些氧空位迅速地被"自由"电子占据,因此Ti~(4+)转变成为Ti~(3+),这些"自由"电子在TiO_2的能带中形成一个供体能级,对TiO_2实现掺杂。光照掺杂行为不仅增加了二氧化钛膜的电导率,而且加速了钙钛矿薄膜和二氧化钛层之间的电荷提取。这两个优点最终有助于提高太阳能电池的短路电流密度,填充因子,开路电压以及光电能转换效率。基于上述观察,我们提出在器件制造之前,对TiO_2薄膜进行预照射会缩短光浸泡时间,并通过实验验证了这个方法的可行性。 |
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