BCP空穴阻擋層材料在鈣鈦礦電池中的應(yīng)用

OLED(Organic Light Emitting Display)有機(jī)發(fā)光顯示器是繼CRT和LCD技術(shù)后的第三代顯示技術(shù)，擁有輕薄、高對(duì)比度、柔性可彎曲等性能優(yōu)勢(shì)，主要應(yīng)用于智能手機(jī)、智能穿戴設(shè)備、筆電、平板、電視等領(lǐng)域。

OLED器件結(jié)構(gòu)

OLED材料是OLED面板的核心組成部分，決定了OLED顯示屏的性能表現(xiàn)。

OLED材料層包括電子傳輸層（ETL）、空穴阻擋層（HBL）、發(fā)光層（EML）、空穴傳輸層（HTL）、空穴注入層（HIL），主要為各類有機(jī)材料。

鈣鈦礦電池實(shí)物圖

鈣鈦礦太陽(yáng)能電池(Perovskite Solar Cells，PSCs)于2009年首次被成功制備，其光電轉(zhuǎn)化效率(Power Conversion Efficiency，PCE)僅有3.8%。

基于鈣鈦礦材料高的光吸收系數(shù)、高的載流子遷移率、直接且可調(diào)控的光學(xué)帶隙等顯著性能優(yōu)勢(shì)，PSCs一經(jīng)發(fā)現(xiàn)就受到了全世界研究者們的廣泛青睞并迅速發(fā)展。

如今，其最新國(guó)際認(rèn)證光電轉(zhuǎn)化效率（PCE）已達(dá)到25.7%，鈣鈦礦-晶硅疊層電池光電轉(zhuǎn)換效率高達(dá)32.5%，顯示出強(qiáng)大的商業(yè)化應(yīng)用前景。

然而，由于器件存在光電轉(zhuǎn)化效率低和穩(wěn)定性較差等問(wèn)題限制了其應(yīng)用。

界面修飾是改善鈣鈦礦太陽(yáng)能電池光伏性能的有效途徑之一。界面修飾可提高載流子遷移率，減少載流子負(fù)荷率，進(jìn)而提高鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的光伏性能。

鈣鈦礦電池結(jié)構(gòu)圖

實(shí)驗(yàn)表明，在PSCs中，將BCP膜插入到電子傳輸層和陰極之間，不僅顯著提升PSCs器件陰極的電子收集率，還可有效地提升PSCs的光伏性能。

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以下是相關(guān)實(shí)驗(yàn)的具體內(nèi)容：

該實(shí)驗(yàn)所討論的鈣鈦礦光伏電池為反式結(jié)構(gòu)器件（p-i-n型）：ITO/NiO_x/MAPbI₃/PC₆₁BM/BCP/Au 嘗試將BCP涂覆在鈣鈦礦薄膜表面，研究其對(duì)器件性能的影響。

圖1 BCP修飾前后的PSCs結(jié)構(gòu)示意圖

圖1（a）是BCP小分子結(jié)構(gòu)示意圖，從圖中可以看出BCP是一種具有高度軸對(duì)稱的二維片狀結(jié)構(gòu)的小分子。

圖1（b）和（c）分別是有無(wú)BCP溶液對(duì)鈣鈦礦薄膜表面進(jìn)行界面修飾的器件結(jié)構(gòu)示意圖。

本實(shí)驗(yàn)通過(guò)溶液旋涂法在鈣鈦礦表面覆蓋一層BCP，采用掃描電子顯微鏡( SEM）觀察發(fā)現(xiàn)：如圖所示，經(jīng)BCP鈍化后的鈣鈦礦薄膜表面有一層厚度非常薄的膜層，并且在鈣鈦礦晶體與晶體之間的晶界處附著大量的白色顆粒，這就是通過(guò)旋涂工藝操作處理后的BCP小分子。

鈣鈦礦膜層表面晶界處存在大量的缺陷態(tài)，這些缺陷態(tài)會(huì)嚴(yán)重抑制光生載流子向外電路輸運(yùn)，從而阻礙器件光伏性能的提升。

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采用BCP鈍化工藝能夠有效填補(bǔ)晶界處的空隙，進(jìn)而減少表面缺陷態(tài)的產(chǎn)生，達(dá)到改善鈣鈦礦薄膜質(zhì)量的效果。

圖2 鈣鈦礦薄膜表面SEM形貌