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退火温度对电子束蒸发沉积Cu2O薄膜性能的影响

李海涛 江亚晓 涂丽敏 李少华 潘玲 李文标 杨仕娥 陈永生

退火温度对电子束蒸发沉积Cu2O薄膜性能的影响

李海涛, 江亚晓, 涂丽敏, 李少华, 潘玲, 李文标, 杨仕娥, 陈永生
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  • 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Cu2O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.
      通信作者: 陈永生, chysh2003@zzu.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:61574129)和河南省基础与前沿计划(批准号:152300410035)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-11-16
  • 修回日期:  2017-12-13
  • 刊出日期:  2018-03-05

退火温度对电子束蒸发沉积Cu2O薄膜性能的影响

  • 1. 郑州大学物理工程学院, 教育部材料物理重点实验室, 郑州 450052
  • 通信作者: 陈永生, chysh2003@zzu.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:61574129)和河南省基础与前沿计划(批准号:152300410035)资助的课题.

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Cu2O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.

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参考文献 (34)

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