擬鹵素硫氰根陰離子及銫陽離子摻雜之鈣鈦礦太陽能電池研究

Abstract

目前有機無機混合鈣鈦礦太陽能電池最高效率為22%。然而，最常使用的 吸收材料CH3NH3PbI3 由於(PbI4)2- 遇到空氣中水分子會分解，因此以CH3NH3PbI3為吸收層的電池面臨穩定性的問題。本研究藉由(SCN)- 及Cs+ 摻雜合成FA1-xCsxPbI3-y(SCN)y 提升在大氣中的穩定性。 Pb 和SCN 有較強的鍵結以及其生成係數較大，與水分子的結合較弱，因此能提升鈣鈦礦於大氣中的穩定性。Cs 有助於降低鈣鈦礦結構的tolerance factor，抑制因水氣催化產生相變化。本論文中探討不同Cs 摻雜量對鈣鈦礦的影響以及薄膜退火穩度的影響，當Cs 摻雜量為10% 以及退火溫度為130oC 有最好的轉換效率約11%。對水氣的穩定性也有大幅的提升，元件無封裝無照光穩定度測試經過約300 小時後，效率只下降了10%。 微量Pb(SCN)2 摻雜有效提升鈣鈦礦晶體的晶粒大小。在前驅物中添加約5% 的Pb(SCN)2 將鈣鈦礦晶粒大小由平均300nm 提升至800nm，轉換效率也由13 9% 提升至15 1%。

Date of Award	2016 Aug 1
Original language	Chinese
Supervisor	Chao-Yu Chen (Supervisor)