连续旋涂提高钙钛矿太阳电池开路电压的研究

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。