银纳米相吸收增强型钙钛矿太阳电池薄膜的制备及性能研究

无机材料学报, 2016, 31(9): 908-914. doi: 10.15541/jim20160041

银纳米相吸收增强型钙钛矿太阳电池薄膜的制备及性能研究

檀满林 ^1, , 马东超 ^2, , 符冬菊 ^3, , 马清 ^4, , 李冬霜 ^5, , 王晓伟 ^6, , 张维丽 ^7, , 陈建军 ^8, , 张化宇 ^9,

1.深圳清华大学研究院,深圳,518057

2.深圳清华大学研究院,深圳518057;哈尔滨工业大学深圳研究生院,深圳518055

3.深圳清华大学研究院,深圳,518057

4.深圳清华大学研究院,深圳,518057

5.深圳清华大学研究院,深圳,518057

6.深圳清华大学研究院,深圳,518057

7.深圳清华大学研究院,深圳,518057

8.深圳清华大学研究院,深圳,518057

9.哈尔滨工业大学深圳研究生院,深圳,518055

基金项目: National Natural Science Foundation of China(51302150) 广东省科技计划项目(2014A010106004) 国家自然科学基金(51302150)Shenzhen Science&Technology Research Plan(CXZZ20150323160924557,JCYJ20140419122040620,JCYJ20160301100700645) 深圳市科技计划项目(CXZZ20150323160924557,JCYJ20140419122040620,JCYJ20160301100700645) Guangdong Science&Technology Research Plan(2014A010106004)

关键词：银纳米相 , 钙钛矿 , 太阳电池 , 吸收性能

Properties of Silver Nanostructures Incorporated Perovskite Based Thin Films for Solar Cell Applications

Keywords： silver nanostructures , perovskite , solar cell , absorption property

分别将银纳米相溶胶(银纳米颗粒、Ag@SiO2核壳结构、银纳米线)掺入氧化铝异丙醇溶液中制成具有蜂窝结构的介孔层材料,然后在介孔层表面制备CH3NH3PbI3钙钛矿吸收层得到Al2O3/CH3NH3PbI3复合薄膜,并对复合膜的微观结构、光吸收特性及太阳电池器件性能进行了测试和分析.研究表明,Al2O3/CH3NH3PbI3复合膜与CH3NH3PbI3在可见光区域吸收光谱基本相同,含量极少的Al2O3对CH3NH3PbI3吸光性能影响较小.而掺入银纳米相可明显改善CH3NH3PbI3钙钛矿薄膜的吸收性能.当银纳米颗粒、Ag@SiO2核壳结构和银纳米线相对浓度比分别为0.15、0.3及0.15时,CH3NH3PbI3吸光性能分别达到最佳;银纳米相浓度继续增大时,薄膜的光吸收性能逐渐减弱.此外,掺入Ag@SiO2核壳结构可使钙钛矿薄膜太阳电池光电转换效率由6.28％增大到7.09％,而银纳米颗粒和银纳米线由于会增大太阳电池内部载流子传输路径,提高电子空穴对复合效率,最终反而降低了太阳电池短路电流密度和光电转换效率.

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