【摘 要】
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有机-无机杂化卤化物钙钛矿太阳能电池(PSCs)经过十余年的发展,光电转化效率(PCE)已经从3.8%升高至25.5%,然而在其商业化的道路上,稳定性成了一个至关重要的问题。钙钛矿材料在水、热、光等外界条件下会发生降解,自身也会因为缺陷和离子迁移而发生降解。为了提高PSCs的稳定性,本论文针对钙钛矿、电子传输材料(ETMs)和空穴传输材(HTMs)之间的界面进行了修饰,提高了PSCs的性能和稳定性
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有机-无机杂化卤化物钙钛矿太阳能电池(PSCs)经过十余年的发展,光电转化效率(PCE)已经从3.8%升高至25.5%,然而在其商业化的道路上,稳定性成了一个至关重要的问题。钙钛矿材料在水、热、光等外界条件下会发生降解,自身也会因为缺陷和离子迁移而发生降解。为了提高PSCs的稳定性,本论文针对钙钛矿、电子传输材料(ETMs)和空穴传输材(HTMs)之间的界面进行了修饰,提高了PSCs的性能和稳定性。论文主要由五个章节组成,分别是:第一章:首先介绍了PSCs的结构、类型、工作原理和发展历程;分析了PSCs发展过程中的主要问题和相应的解决策略;简要介绍了论文的选题依据和研究内容。第二章:针对钙钛矿和ETMs之间的界面,系统研究了Zn O电子传输材料在不同退火温度下的残留配体,并探究其对PSCs性能和稳定性的影响。第三章:针对钙钛矿和HTMs之间的界面不稳定问题,利用一种羰基双键卟啉分子(Zn P)对该界面进行修饰。该卟啉分子中C-C双键在加热条件下发生原位聚合,从而有效修饰稳定钙钛矿薄膜;而且羰基可以与Pb配位,减少钙钛矿中的Pb缺陷。最终组装的PSCs的性能和稳定性均得到提升。第四章:针对钙钛矿和HTMs之间的界面不稳定问题,利用疏水性酰肼卟啉分子(Zn-THPP)修饰,Zn-THPP与钙钛矿中的有机阳离子之间形成氢键,有效锚定在钙钛矿表面,提高了钙钛矿的水稳定性;此外,由于在钙钛矿的结晶过程中Zn-THPP和钙钛矿之间的作用,调控了钙钛矿的结晶速率,得到了高质量的钙钛矿薄膜,从而提高了PSCs的性能和稳定性。第五章:本论文的总结和展望。
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