通过ZIF-8衍生多孔碳骨架提升钙钛矿太阳能电池的电子传输性能

摘要： 为提高钙钛矿太阳能电池的电子传输速率，通过在导电玻璃上碳化ZIF-8薄膜制备了ZIF-8衍生多孔碳骨架层作为钙钛矿太阳能电池的电子传输骨架。在ZIF-8合成过程中加入聚乙烯吡咯烷酮以减小ZIF-8粒径并将碳化温度降至600°C以下。在优化碳化温度下主要保留了ZIF-8的多孔结构。随后在多孔碳骨架表面沉积TiO2纳米颗粒，形成具有FTO/ZIF-8衍生多孔碳层/TiO2/钙钛矿/Spiro-OMeTAD/Au结构的钙钛矿太阳能电池电子传输层。由于ZIF-8衍生多孔碳骨架的良好导电性，钙钛矿太阳能电池的光生电子传输速率得以提升。同时，ZIF-8衍生碳层的多孔结构增大了钙钛矿层与TiO2层之间的接触面积，有利于光生电荷分离。因此，CH3NH3PbI3钙钛矿太阳能电池的光电转换效率从14.25%提高到17.32%。