1 常州大学材料科学与工程学院, 常州 213000
2 常州大学微电子与控制工程学院, 常州 213000
3 扬州大学, 扬州 225000
本文使用气相输运沉积的方式制备了硒化锑(Sb2Se3)薄膜太阳电池, 并采用氯化铯(CsCl2)溶液对器件上界面进行处理, 同时对薄膜和器件进行了一系列表征。研究发现, CsCl2溶液的背接触处理不仅可以提高器件的载流子收集以及降低上界面复合, 还可以优化薄膜的结晶性、表面粗糙度和光电性能。基于FTO/CdS/Sb2Se3/CsCl2/Au的器件结构, 得到了转换效率为6.32%的高效Sb2Se3薄膜太阳电池, 比基础器件效率提升了12%。本文的工作对Sb2Se3薄膜太阳电池未来的研究有一定的指导作用, 其他同类型半导体光伏器件也可借鉴。
硒化锑 氯化铯 背接触处理 薄膜太阳电池 气相输运沉积技术 薄膜光电性能 Sb2Se3 CsCl2 back contact treatment thin film solar cell vapor transport deposition thin film photoelectric performance
1 中国工程物理研究院 化工材料研究所 四川新材料中心, 四川 成都 610200
2 华侨大学 材料科学与工程学院 发光材料与信息显示研究院, 福建 厦门 361021
空穴传输层(Hole Transport Layer, HTL)是金属卤化物钙钛矿发光二极管(Perovskite Light-emitting Diodes, Pero-LEDs)中影响载流子传输平衡的一个重要因素。聚(3, 4-乙烯基二氧噻吩)∶聚苯乙烯磺酸钠(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)∶Poly (styrene sulfonate), PEDOT∶PSS)薄膜因其优异的导电性能、光透过率以及简单的溶液制膜工艺, 而广泛应用于Pero-LEDs的HTL。然而, 钙钛矿发光层的价带与PEDOT∶PSS薄膜最高占据分子轨道(Highest Occupied Molecular Orbital, HOMO)能级之间能带差较大, 增大了空穴注入势垒, 继而降低了器件效率。本文通过向PEDOT∶PSS水溶液掺入适量的氯化铯(CsCl)添加剂, 有效调控了PEDOT∶PSS薄膜的HOMO能级, 使其与钙钛矿发光层更加匹配; 同时CsCl掺杂也提高了PEDOT∶PSS薄膜的空穴传输能力, 使载流子传输更趋于平衡。基于改性的PEDOT∶PSS薄膜, 最佳器件达到了124 012 cd/m2的高亮度, 其最大外量子效率(External Quantum Efficiency, EQE)达到了10.39%; 相对于未掺杂的样品, 最大亮度增加了25.49%, 最大EQE增加了63.88%。
钙钛矿发光二极管 氯化铯 掺杂 perovskite light-emitting diodes PEDOT∶PSS PEDOT∶PSS CsCl doping
北京交通大学光电子技术研究所 发光与光信息技术教育部重点实验室, 北京 100044
研究了氯化铯的甲醇溶液作为阴极修饰层, 来提高传统有机聚合物太阳能电池器件性能。通过电容-电压(C-V)测试分析了铝电极和PTB7/PC70BM之间的界面电荷积累情况, 同时测试了紫外光电子能谱(UPS), 对铝的功函数改变作了研究。结果表明, 采用氯化铯的甲醇溶液作阴极修饰层的器件, 其短路电流(Jsc)、开路电压(Voc)、填充因子(FF)都有所提高, 光电转化效率达到6.36%, 与仅用甲醇处理过的器件相比, 光电转化效率提高了11%; 与未经甲醇处理的器件相比, 光电转化效率提高了42.6%。这种一步溶液处理法能够减少电荷积累, 同时降低铝电极的功函数, 利于电子收集, 进而提高器件性能。
氯化铯 甲醇 聚合物太阳能电池 电荷积累 功函数 cesium chloride methanol polymer solar cells charge accumulation work function
