电泳沉积制备TiO2纳米片作为钙钛矿太阳电池缓冲层

唐亚文，刘 琪，黄 茜，李春晓

(1.安徽工程大学 材料科学与工程学院,安徽 芜湖 241000;2.南开大学 光电子薄膜器件与技术研究所,天津 300071;3.天津市光电子薄膜器件与技术重点实验室,天津 300071)

随着人们对太阳电池研究的深入，以光敏染料电池和有机太阳电池为代表的第三代太阳电池，在短时间内得到快速发展，其光电转换效率、重复性及稳定性得到了巨大进步。为了进一步开发第三代光伏电池，在光敏染料电池的基础上又衍生出一种有机-无机杂化钙钛矿太阳电池。2009年，Miyasaka等日本科研人员初次将钙钛矿作为光吸收层，应用于太阳电池元器件中，获得的太阳电池的转换效率为3.8%，标志着PSCs的正式诞生。经过十几年的探索和发展，认证的效率已达到25.2%，具有较为广阔的发展前景。而随着钙钛矿材料自身特性的不断完善，各功能层之间的界面匹配问题，以及因此而引起的稳定性等问题逐渐凸显出来。缓冲层材料的加入在提高太阳电池效率方面起到至关重要的作用。缓冲层处于光吸收层与电极之间，不但要满足具有较高的透过率和良好的化学稳定性，不影响吸收层对光的吸收，同时还要与相邻功能层能级适配。缓冲层能有效地改善功能层间的能级匹配问题，有利于载流子的运输，阻碍电子与空穴间的复合。TiO是一种n型宽带隙半导体，能吸收紫外光，且化学性质稳定，无毒，因此，TiO作为缓冲层材料成为研究热点。例如，苏州大学李艳青等利用原子层沉积(ALD)制备一层薄薄的TiO，优化后的TiO厚度只有2.8 nm，不影响电池的透光性。……