基于无铟AZO/Ag/AZO多层透明电极的柔性钙钛矿太阳电池

• 作者: 蒋树刚 路万兵 汪鑫 刘红燕 张文修 刘海旭 于威
• 来源期刊: 科学通报
• 关键词: 柔性钙钛矿太阳电池 多层透明电极 氧化锡 聚合物衬底 无铟
• 年，卷（期）: 2020,（32）
• 所属期刊栏目: 光学
• 页码范围: 3602-3609
• 页数: 8页
• 语种: 中文
• DOI: 10.1360/TB-2020-0586

摘要

基于透明聚合物基材的钙钛矿太阳电池(perovskite solar cell,PSC)具有高效、柔性、轻质、易集成于弯曲表面及可通过卷对卷技术来实现批量生产等优势,已成为太阳电池行业最具颠覆性的竞争者之一.然而,常用透明聚合物基材的玻璃转变温度较低,使得在刚性玻璃基材PSC开发中常用的、需要较高工艺温度的铟锡氧化物和掺氟氧化锡等透明电极及电子传输层材料,在透明聚合物基材上的高质量制备遇到了困难,这已成为限制基于聚合物基材的柔性PSC性能提升的主要瓶颈之一.本文采用射频磁控溅射技术在聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate,PET)衬底上室温沉积了(aluminum-doped ZnO,AZO)/Ag/AZO多层结构无铟透明导电薄膜(transparent conductive film,TCF),研究了中间Ag层厚度对所沉积多层TCF光电特性的影响,并利用其作为透明电极,以低温溶液法制备的SnO2层作为电子传输层,进行了正置结构柔性PSC制备.研究发现,随着中间Ag层厚度的增加,样品的平均光透过率先增加后降低,而表面电阻则呈现单调减小的趋势.当Ag层厚度为11nm时,多层TCF的品质因子最高,其值可达2.3× 10-2Ω-1,此样品在400～800 nm波长范围内平均光透过率为83.3％,表面电阻为7.0Ω/sq.在PET衬底上制备的AZO/Ag/AZO/SnO2/Cs0.i(MA0.17FA.83)0.9Pb(I0.83Br0.17)3/spiro-OMeTAD/MoO3/Ag柔性PSC的功率转换效率(power conversion efficiency,PCE)可达11.9％,并且在10mm弯曲半径下弯折100次后,仍可保持其初始PCE的95％.