混摻“前趨物表面修飾的奈米粒子”促進鈣鈦礦太陽能電池薄膜的成長及其光電轉換效率

在本研究中，我們提出了一種新穎且適合溶液法製程的技術，用來改善一般鈣鈦礦CH_3NH_3PbI_(3-x)Cl_x太陽能電池的薄膜品質及光電轉換效率。此種新技術利用表面修飾工程，在無機奈米粒子硫化鉛表面接覆鈣鈦礦材料的前趨物(CH_3NH_3I)，並加入一般鈣鈦礦材料的前趨物溶液中，使之扮演類似成核點的晶種，用以改善及控制CH_3NH_3PbI_(3-x)Cl_x的成核成長機制，增進薄膜結晶性質與表面覆蓋率。使用此新製程技術的太陽能電池之光電轉換效率可到17.4%，與一般元件相比，大約提升了25%的效率。藉由同步幅射2D GIWAXS及時間解析螢光光譜的量測，光電轉換效率的增益可歸因於垂直向結晶性質的改善，造成更長的載子擴散長度及更有效率的載子傳輸能力。