退火温度对电子束蒸发沉积Cu2O薄膜性能的影响

• 作者: 李少华 李文标 李海涛 杨仕娥 江亚晓 涂丽敏 潘玲 陈永生
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: Cu2O薄膜 电子束蒸发 钙钛矿太阳电池 空穴传输材料
• 年，卷（期）: 2018,（5）
• 所属期刊栏目: 原子和分子物理学
• 页码范围: 103-115
• 页数: 13页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.67.20172463

摘要

近年来,钙钛矿太阳电池(PSCs)得到了迅猛发展,而无机空穴传输材料(IHTMs)的使用可进一步降低电池的成本,提高电池的稳定性.本文通过电子束蒸发制备了Cu2O薄膜,研究了空气中退火温度及时间对薄膜组成、结构及光电性能的影响,并构筑了p-i-n反型平面异质结钙钛矿太阳电池.研究发现:由于热解作用,直接通过电子束蒸发制备的薄膜为Cu2O和Cu的混合物;而在空气中经过退火后,由于氧化作用,随着退火温度的升高,薄膜的组分由混合物转变为纯的Cu2O,再转变成纯的CuO.通过控制退火温度制备的Cu2O薄膜的光学带隙约为2.5 eV,载流子迁移率约为30 cm2·V?1·s?1.应用于PSCs,薄膜的最佳厚度为40 nm,但电池性能低于PEDOT:PSS基的PSCs.这主要是由于钙钛矿前驱液在Cu2 O薄膜的润湿性较差,吸收层中有大量微孔洞存在,致使漏电流增强,电池的性能降低.然而,当采用Cu2O/PEDOT:PSS双HTMs设计时,由于PEDOT:PSS对Cu2O具有较强的腐蚀作用,使电池性能恶化.