學位論文

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20231

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Author: search.filters.author.Tsai, Hsin-An

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    Bipyridine衍生物對鹵化鉛鈣鈦礦表面修飾及光伏性能的影響
    (2023) 蔡欣安; Tsai, Hsin-An
    本研究將2,2’-bipyridine (Bpy)、1,10-phenanthroline (Phen) 和2,9-dimethyl-1,10-phenanthroline (DMPhen) 作為鈍化劑加入鈣鈦礦太陽能電池中的鈣鈦礦層。鈍化劑可以藉由修復薄膜中的缺陷/孔洞與阻擋晶格裂解，建立鈣鈦礦晶粒之間的快速電荷轉移通路、抑制電荷復合、延長載流子壽命。鈍化劑使用三種方式加入鈣鈦礦太陽能電池中：(1) 鈍化劑與鈣鈦礦前驅物一同溶解於溶劑中；(2) 將含有鈍化劑的反溶劑滴入鈣鈦礦薄膜進行再結晶；(3) 旋塗一層鈍化劑薄膜覆蓋至鈣鈦礦薄膜上。根據光電轉換效率結果，發現旋塗一層鈍化劑薄膜能更有效的填充鈣鈦礦晶粒間的缺陷。與Bpy修飾的薄膜相比，由結構更剛性的Phen和DMPhen所鈍化的薄膜更能抑制PbI2和δ-FAPbI3的形成，並具有優良的導電性與更長的電子壽命。藉由鈍化劑的立體障礙提升能降低胺類化合物的聚集，從而減少介面電荷累積。與未修飾的薄膜相比(9.31%)，添加DMPhen (2.5 mg mL-1於對二氯苯) 可顯著提升其元件的光電轉換效率至14.65%，歸因於DMPhen與鉛的配位較強，且能更好地抑制鈣鈦礦去質子化。進一步將DMPhen的濃度從2.5 mg mL-1調整為1.5 mg mL-1後，元件之填充因子可以從0.57增加到0.73，使光電轉換效率從11.16%提高到14.86%，填充因子從0.57增加到0.73。