钙钛矿/有机串联叠层光伏器件的制备及性能表征——推荐一个大学化学研究型综合实验

摘要

钙钛矿材料具备优异光电性能和带隙可调的特性，是制备高效光伏器件的良好选择。有机太阳能电池具有溶液制备和可柔性弯折的特点，与钙钛矿太阳能电池具有相似的器件结构。构建钙钛矿/有机串联叠层可有效提升光谱利用率，突破单结器件的理论效率，展现出更广阔的应用潜力。本实验以串联叠层光伏器件前沿进展为出发点，推荐一个综合化学设计性实验，使本科生学习了解钙钛矿/有机叠层电池的原理及进展，并以此为基础提高其创新思维与实验实践综合能力。本实验中的串联叠层钙钛矿器件包括宽带隙钙钛矿前结子电池、中间层以及有机后结子电池，涉及了基于液相法和真空气相法的薄膜制备过程，通过扫描电子显微镜和X射线衍射表征钙钛矿薄膜的微观形貌与结晶特性，使用模拟太阳光和电学测试系统测量制备叠层器件的光电性能。本实验难度适中，涉及内容丰富，旨在让学生通过本实验去了解光伏器件的工作原理和前沿发展，提升学生对光伏电池的兴趣，并培养其科研创新及实践能力。

关键词

钙钛矿太阳能电池 / 综合化学实验 / 叠层光伏电池 / 光电性能