學術研究
畢業論文
反式雙鈣鈦礦MAxCs1-xPb(IxBr1-x)3 薄膜太陽能 電池之特性研究
姓名 : 曾品嘉
指導教授
陳昇暉
論文摘要
CH3NH3PbI3鈣鈦礦薄膜太陽能電池的光電轉換效率已達到
24.2%,全球的科學家正透過材料改質來改善此類太陽能電池的穩定
性問題,在這個論文,我們選擇雙鈣鈦礦薄膜做為元件的主動層,並
分析光鈣鈦礦薄膜的表面、結構、光學與激發態特性。本論文採用的
太陽能電池架構為: Ag/PCBM/MAxCs1-xPb(IxBr1-x)3/
PEDOT:PSS/ITO/glass。Ag為陰極、ITO(氧化銦錫)為陽極; phenyl-C61-
butyric acid methyl ester (PCBM) 是電子傳輸層與poly(3,4-
ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate (PEDOT:PSS)是電洞傳
輸層; MAxCs1-xPb(IxBr1-x)3則是元件的吸光層。
以MA0.8Cs0.2Pb(I0.8Br0.2)3雙鈣鈦礦薄膜做為太陽能電池的吸光
層,能獲得最高的功率轉換效率與相對穩定的太陽能電池。透過製
程條件的優化,獲得的最高的功率轉換效率(power conversion
efficiency,PCE)為9.71%,此元件的短路電流密度(short-circuit
current density, JSC)為15.7 mA / cm2、開路電壓(open-circuit
voltage, VOC)為1.01 V和填充係數(fill factor, FF)為59.75%。
經過120 天的穩定性量測後,MA0.8Cs0.2Pb(I0.8Br0.2)3 薄膜太陽能電池
的PCE 降幅為42.21%;MAPbI3 薄膜太陽能電池的PCE 降幅為
53.91%。代表MA0.8Cs0.2Pb(I0.8Br0.2)3 薄膜太陽能電池較為穩定。