含添加剂的二步溶液法制备钙钛矿太阳能电池

摘要

采用含二甲基亚砜(DMSO)添加剂的二步溶液法制备高质量CH3NH3PbI3吸收层,并制备了结构为FTO/TiO2致密层/TiO2介孔层/CH3NH3PbI3吸收层/碳电极的碳基无空穴传输层的钙钛矿太阳能电池(PSCs).研究了PbI2薄膜分别在相同浓度的MAI/IPA溶液中浸泡不同时间,以及在不同浓度的MAI/IPA溶液中浸泡相同时间对CH3NH3PbI3薄膜的形貌、结构以及对PSCs光伏性能的影响规律.结果表明,在PbI2/DMF溶液中添加DMSO之后使制备的PbI2薄膜呈多孔疏松状态,有利于MAI/IPA溶液渗入PbI2薄膜内部,缩短PbI2完全转换成CH3NH3PbI3的时间;当浸泡时间为40min时,电池的光伏性能最佳,其开路电压为0.82 V,短路电流密度为21.21 mA/cm2,填充因子为0.49,光电转化效率为8.61％.但是当浸泡时间过长,CH3NH3PbI3薄膜表面会出现大晶粒,导致电池的光伏性能变差.而在相同的浸泡时间下,MAI/IPA溶液的浓度则会显著影响PbI2转化成CH3NH3PbI3的速度,MAI/IPA溶液的浓度越高,PbI2完全转化成CH3NH3PbI3的速度越快.