采用TiO2纳米棒阵列和介孔结构提升反式钙钛矿太阳能电池的性能

摘要： 鉴于有机材料载流子迁移率较低，在载流子复合前其收集能力会因短传输距离而受限。为通过增强载流子收集能力来提升器件性能，在倒置钙钛矿太阳能电池（IPSCs）中通过改变二氧化钛（TiO2）纳米棒阵列周期获得了1.5微米的最优周期值，使光电转换效率从标准平面IPSCs的7.66%提升至11.96%。此外，基于高比表面积吸光特性与强光散射能力的固有优势，在TiO2电子传输层中嵌入了150纳米厚的TiO2介孔层。通过调节退火温度，在500°C退火30分钟的TiO2介孔层中获得了最优锐钛矿相结晶度与最佳多孔分布结构。采用该最优退火处理的TiO2介孔层后，IPSCs光电转换效率提升至12.73%。当电子传输层同时嵌入最优1.5微米周期TiO2纳米棒阵列与500°C退火处理的TiO2介孔层时，最终获得14.47%的光电转换效率。