退火时间对平面型倒置钙钛矿太阳能电池性能的影响

王娇宇， 熊 健， 张哲泠， 张 坚,2

(1.桂林电子科技大学 材料科学与工程学院，广西 桂林 541004；2.桂林电子科技大学 广西信息材料重点实验室，广西 桂林 541004)

有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池(PSCs)具有低成本、高能量转换效率(PCE)的突出优势，近几年受到了广泛关注[1]。钙钛矿材料具有许多独特的优点，如载流子迁移率高、吸收带隙宽、双极性传输特性及载流子较长的扩散长度等[1-2]。根据美国国家可再生能源实验室(NREL)的太阳能电池效率统计报道显示，PSCs的最高PCE已经达到24.2%。此外，PSCs还可以进行溶液加工，并与卷对卷(R2R)先进生产工艺兼容，实现快速、大规模、低成本的生产。因此，PSCs具有极大的应用前景[3]。一般来说，无论是介孔型PSCs结构还是平面型PSCs结构，其器件结构都是基于将钙钛矿光活性层夹在电子传输层(ETL)与空穴传输层(HTL)之间的“夹层”结构[4-5]。相对于需要高温处理的传统型介孔结构PSCs，平面型PSCs器件更具有应用优势[6]。除此之外，平面型PSCs器件可以简化制备流程、节省成本，且可兼容柔性衬底制备成柔性器件，也可集成到串联太阳能电池中[7-8]。然而，平面型PSCs是层层堆叠的结构，且对每层薄膜的质量具有苛刻的要求，尤其是钙钛矿薄膜。

PSCs的制备过程中，钙钛矿前驱体溶液的浓度和化学组成严重影响着钙钛矿薄膜的厚度和微观结构，这对PSCs的光伏性能有着严重影响[9-10]。相关研究表明，虽然纯MAPbI3可以获得较高的PCE，但其结晶迅速且过程可控性差，导致薄膜出现非常粗糙以及覆盖度低的情况；同时，基于该种材料制备的器件稳定性依旧面临很大的挑战[5,11]，因此，采用掺杂工艺以改善钙钛矿的质量，减少空洞，提升钙钛矿薄膜质量势在必行。……