原子层沉积法制备SnO_(2)薄膜及其对钙钛矿电池性能的影响

摘要

本工作以单晶硅为衬底、四(二甲氨基)锡和水为前驱体,研究原子层沉积技术制备氧化锡薄膜的工艺及其光学和电学性能,并将其应用于钙钛矿太阳能电池。通过调节基底温度,详细研究了沉积温度对SnO_(2)薄膜的沉积速率、电学、光学等特性的影响,采用钙钛矿太阳能电池器件辅助验证SnO_(2)薄膜的性能。研究发现,随着基底温度的升高,沉积速率逐渐下降,原子层沉积的温度窗口在120~250℃;折射率随着温度的升高逐渐增大,带隙随温度升高而减小;沉积温度越高,表面氧空位缺陷浓度越大。SnO_(2)薄膜的工艺温度对钙钛矿太阳能电池性能有较大影响,采用160℃沉积的SnO_(2)薄膜作钙钛矿太阳能电池的电子传输层,可获得最优的电池性能,反扫最高效率为18.68%,此时器件的截止电压为1.077 V,短路电流密度为23.67 mA/cm^(2),填充因子为73.3%,且器件具有较小的迟滞效应。