银纳米相吸收增强型钙钛矿太阳电池薄膜的制备及性能研究

分别将银纳米相溶胶(银纳米颗粒、Ag@SiO_2核壳结构、银纳米线)掺入氧化铝异丙醇溶液中制成具有蜂窝结构的介孔层材料,然后在介孔层表面制备CH_3NH_3Pb I3钙钛矿吸收层得到Al_2O_3/CH_3NH_3Pb I3复合薄膜,并对复合膜的微观结构、光吸收特性及太阳电池器件性能进行了测试和分析。研究表明,Al_2O_3/CH_3NH_3Pb I3复合膜与CH_3NH_3Pb I3在可见光区域吸收光谱基本相同,含量极少的Al_2O_3对CH_3NH_3Pb I3吸光性能影响较小。而掺入银纳米相可明显改善CH_3NH_3Pb I3钙钛矿薄膜的吸收性能。当银纳米颗粒、Ag@SiO_2核壳结构和银纳米线相对浓度比分别为0.15、0.3及0.15时,CH_3NH_3Pb I3吸光性能分别达到最佳;银纳米相浓度继续增大时,薄膜的光吸收性能逐渐减弱。此外,掺入Ag@SiO_2核壳结构可使钙钛矿薄膜太阳电池光电转换效率由6.28%增大到7.09%,而银纳米颗粒和银纳米线由于会增大太阳电池内部载流子传输路径,提高电子空穴对复合效率,最终反而降低了太阳电池短路电流密度和光电转换效率。