界面调控增强钙钛矿太阳能电池的稳定性机理研究

Perovskite solar cells (PSCs) have attracted much attention of researchers who study in photovoltaic due to the lower fabrication cost, easier fabrication process and high power conversion efficiency (PCE). It has been regarded as the most promising solar cells. The highest PCE of PSCs that has been certificated is higher than 22%, but the instable performance and the small active area of the single solar cell are the obstacles to commercialization of PSCs. To solve above mentioned issues, we develop the key technology of interface modification. We will investigate the interfacial processes of PSCs, degradation mechanism of perovskites, and the long-term stability of perovskite film. The density of the surface defects and photocatalysis between the perovskite film and electronic transport materials are suppressed. New inorganic hole transport materials will be used to replace the organic hole transport material to improve stability. Base on the above results, large active area (>1cm2) of the single solar cell with long term stability is produced, which will promote the commercialization of PSCs.

钙钛矿太阳能电池由于其制备成本低、工艺简单且转换效率高等特点，被认为是最有竞争力的第三代太阳能电池。在近几年的发展过程中，实验室认证的最高转换效率已经超过22%。目前，钙钛矿太阳能电池仍存在电池器件性能稳定性较差，单元有效面积小等问题，阻碍了钙钛矿太阳能电池商业化应用的进程。针对以上问题，本项目拟从研究钙钛矿太阳能电池的界面调控策略着手，研究钙钛矿太阳能电池的退化机理，并探索通过界面调控提升钙钛矿太阳能电池长期稳定性的物理机制和方法。研究电子传输层的表面修饰，降低表面缺陷态密度，抑制电子传输层对钙钛矿紫外光催化分解效应；研究以更稳定的新型半导体空穴传输层替代传统有机空穴传输层的技术方法。通过界面调控解决钙钛矿材料与电荷传输层的稳定性问题，研制出高稳定性、大面积化（电池单元有效面积大于1 cm2）的平面结构钙钛矿太阳能电池。

钙钛矿太阳能电池由于其制备成本低、工艺简单且转换效率高等特点，被认为是最有竞争力的第三代太阳能电池。在近几年的发展过程中，实验室认证的最高转换效率已经超过25%。目前，钙钛矿太阳能电池仍存在电池器件性能稳定性较差，单元有效面积小等问题，阻碍了钙钛矿太阳能电池商业化应用的进程。针对以上问题，本项目从研究钙钛矿太阳能电池的界面调控策略着手，研究了钙钛矿太阳能电池的退化机理，并探索通过界面调控提升钙钛矿太阳能电池长期稳定性的物理机制和方法。研究了电子传输层的表面修饰，降低表面缺陷态密度，抑制电子传输层对钙钛矿紫外光催化分解效应；研究以更稳定的新型半导体空穴传输层替代传统有机空穴传输层的技术方法。通过界面调控解决钙钛矿材料与电荷传输层的稳定性问题，研制出高稳定性、大面积化（电池单元有效面积大于1 cm2）的平面结构钙钛矿太阳能电池。