Sn类钙钛矿太阳电池薄膜的掺杂改性研究

摘要

采用一步法分别制备了Sn类CH3NH3SnI3和Pb类CH3NH3PbI3钙钛矿太阳电池薄膜材料,并对其表面形貌、微观结构、吸收光谱和电池器件性能进行了表征和测试.研究结果表明:Sn类钙钛矿材料的吸收光谱相对于Pb类钙钛矿材料发生了明显的红移,吸收截止波长从800 nm上升到950 nm左右,光学带隙由1.45 eV降低至1.21 eV左右;Sn类钙钛矿材料的光谱吸收范围明显扩大,但吸收强度有所降低,相应太阳电池器件的光电转换效率也明显低于Pb类钙钛矿太阳电池,分别为2.05％和6.71％.而Br的掺杂可使Sn类钙钛矿材料带隙变宽,吸收光子能量增大,电池器件的开路电压也相应提高.当Br含量由0增加至完全替代I时,Sn类钙钛矿材料逐渐由黑褐色转变为黄色,光学带隙增大至1.95 eV,但吸收截止波长由950 nm降低至650nm.值得提及的是当Br含量为0.5时,电池器件的光电转换效率可由最初的2.05％提升至2.94％.