Preparation and performance of high-efficient hole-transport-material-free carbon based perovskite solar cells

碳基钙钛矿太阳能电池因稳定性高、成本低廉而备受关注，但由于钙钛矿与碳电极之间能级匹配度不高，界面阻力大而导致效率不及金属基钙钛矿太阳能电池.本文制备了碳基无空穴传输层FTO/c-TiO2/m-TiO2/CH3NH3PbI3/Carbon电池结构.通过对介孔二氧化钛层、钙钛矿层厚度进行优化，并对钙钛矿的薄膜形貌及钙钛矿激发电子寿命、可见光吸收度、载流子的提取与分离等进行深度分析，讨论了电池效率提升的内在机理.当介孔氧化钛层和钙钛矿层达到最优厚度时，钙钛矿太阳能电池获得了开路电压（Voc）为0.93 V、电流密度（Jsc）为21.75 mA/cm2、填充因子为55%、光电转化效率达到11.11%.同时对电池进行了稳定性研究，在室温湿度为40%–50%的条件下放置15 d电池性能依旧稳定保持原来的95%，优于金属基钙钛矿太阳能电池，从而为碳电极钙钛矿太阳能电池的商业化发展提供了可能.