基于氧化石墨烯空穴传输层的平面异质结钙钛矿太阳能电池

来源期刊：材料导报2021年第6期

论文作者：索鑫磊 刘艳 张立来 Shiqing Xu 李婉 李国龙

文章页码：6015 - 6019

关键词：钙钛矿太阳能电池;氧化石墨烯;空穴传输层;晶粒生长;

摘    要：钙钛矿太阳能电池中传统空穴传输层Spiro-OMeTAD存在昂贵、易污染环境且制备困难等缺点,本工作采用氧化石墨烯（Graphene oxide, GO）作为空穴传输层,研究了不同浓度GO溶液制备的衬底对器件光电性能的影响。首先,采用旋涂法制备了GO薄膜,通过对分散液浓度的控制获得了不同厚度的GO衬底。其次,制备了结构为ITO/GO/CH₃NH₃PbI₃/PCBM/Ag的平面型器件,对不同GO衬底的器件的光电性能进行表征及对比分析。研究表明:GO衬底缺陷会抑制CH₃NH₃PbI₃晶粒的择优取向生长,形成可诱导CH₃NH₃PbI₃晶粒产生横向聚集的籽晶,从而改善钙钛矿薄膜的成膜性,并增大钙钛矿晶粒尺寸。由浓度为0.25 mg/mL的分散液制备的GO薄膜衬底上生长的钙钛矿晶粒尺寸最大为900 nm。此外,该浓度对应的GO衬底上制备的钙钛矿薄膜的光致发光相对强度峰值为2 000,电荷转移效率相对最高,为52.8%。由该衬底制备的GO基钙钛矿太阳能电池的光电转化效率最高可提升至8.69%。