连续旋涂提高钙钛矿太阳电池开路电压的研究

作     者：张鑫亮 马忠权 刘正新 Zhang Xinliang;Ma Zhongquan;Liu Zhengxin

作者机构：上海大学理学院物理系、索朗光伏材料与器件R&D联合实验室上海200444 中国科学院上海微系统与信息技术研究所(SIMIT)新能源技术中心上海201800 

出 版 物：《太阳能学报》 (Acta Energiae Solaris Sinica)

年 卷 期：2018年第39卷第6期

页      面：1588-1594页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(61274067) 2012年度上海市重大技术装备研制专项(太阳电池标准测试平台项目) 上海张江国家自主创新示范区专项发展资金重大项目(ZJ2015-ZD-001) 

主　　题：钙钛矿太阳电池 二次旋涂 结晶性 光学带隙 反向饱和电流密度 

摘      要：在钙钛矿太阳电池的制作过程中,通过改善旋涂方法和条件,可大大提高钙钛矿吸收层的结晶性以及太阳电池的光电转换性能。与常规的一次性旋涂方法相比,采用连续二次旋涂方法制作的钙钛矿薄膜更加致密,结晶性明显提高。旋涂时前驱液和衬底的温度会影响钙钛矿层的晶体结构,温度为60℃时,钙钛矿的平均晶粒尺寸约为500 nm,且晶粒之间致密排列,导致光学带隙增加。采用连续二次旋涂方法,在加热温度为60℃时制作的钙钛矿太阳电池的光电转换效率达到14.7%,其中短路电流密度、开路电压和填充因子分别为18.9 mA/cm^2、1.13 V和69%。与常规钙钛矿太阳电池相比,开路电压提高约100 mV。依据暗态J-V测试结果,二次旋涂工艺条件下,该光伏器件的反向饱和电流密度约为10^-5m A/cm^2,比一次旋涂工艺降低3个数量级。