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隨著現(xiàn)代工業(yè)的高速發(fā)展，水污染、土壤污染、大氣污染的現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，能源危機(jī)和環(huán)境污染不容忽視，人們對可再生能源的需求也越來越大。太陽能是安全，無污染,不受地理?xiàng)l件限制，應(yīng)用范圍最廣，是最有發(fā)展前途的一種新型能源。在太陽能的有效利用中，太陽能光伏轉(zhuǎn)換是近些年來發(fā)展最快、最具活力的研究領(lǐng)域。光伏器件可以幫助我們將太陽能轉(zhuǎn)換成電能,是人類社會(huì)解決環(huán)境問題，應(yīng)對能源危機(jī)以及尋求可持續(xù)發(fā)展的重要對策。

太陽能電池技術(shù)經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，目前主要有單晶/多晶硅太陽電池、染料敏化電池、有機(jī)太陽電池、無機(jī)半導(dǎo)體（砷化鎵、碲化鎘、銅銦鎵硒等）薄膜太陽電池等不同類型的太陽電池。自2012年以來，一種新興的太陽能電池：有機(jī)無機(jī)雜化鈣鈦礦太陽能電池在國際上備受重視。這是由于鈣鈦礦材料具備吸光能力強(qiáng)、載流子壽命長、遷移率高、可溶液加工等諸多優(yōu)勢。

鈣鈦礦太陽能電池的預(yù)估效率大概是31％，這表明鈣鈦礦太陽能電池在效率上仍有很大的發(fā)展空間。界面工程是提高鈣鈦礦太陽能電池效率的有效手段之一，界面材料的選擇，界面電荷的產(chǎn)生、收集和運(yùn)輸效率對鈣鈦礦太陽能電池的性能也至關(guān)重要。此外，鈣鈦礦太陽能電池的穩(wěn)定性也與界面直接相關(guān)。界面調(diào)控能夠?qū)崿F(xiàn)更好的能級匹配、消除遲滯、延遲電荷重組以及提高器件長期穩(wěn)定性等。

電極材料界面處理

一般選用高逸出功的金屬或金屬氧化物作為鈣鈦礦太陽能電池的電極材料，例如Au，ITO，F(xiàn)TO等。鈣鈦礦薄膜的界面問題包括表面粗糙度、表面原子價(jià)態(tài)、表面缺陷。

等離子體處理技術(shù)基本原理

等離子體狀態(tài)是物質(zhì)存在的基本形式之一，是不同于氣體、液體和固體的物質(zhì)第四態(tài)，是離子、電子、原子、分子和自由基等粒子組成的集合體。電子通過電場加速給以能量,物質(zhì)被解離成陰,陽離子,此時(shí)整個(gè)體系中陰,陽離子總電荷相等,對外呈電中性，因此稱為等離子體。近年來，等離子體技術(shù)在材料、微電子、化工、機(jī)械及環(huán)保等眾多學(xué)科領(lǐng)域中得到了廣泛地應(yīng)用。

等離子體表面處理就是讓等離子體與材料表面接觸，在等離子體作用下改變材料表面性能。等離子體表面處理通常采用非聚合性氣體如Ar、N₂、H₂、O₂等，參與等離子體表面處理反應(yīng)。

等離子體處理在鈣鈦礦電池制備中的應(yīng)用

等離子體表面處理技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于OLED和有機(jī)太陽電池中。如氧等離子體處理FTO表面有效清潔FTO，提高FTO表面浸潤性同時(shí)提高ITO的功函數(shù)，降低FTO和活性層的勢壘，提高器件的光電性能。NH₃、N₂O等離子體能夠提高FTO的功函數(shù)，而H₂、Ar、Ne等離子體能夠降低FTO功函數(shù)。因此，等離子體處理可以有效調(diào)節(jié)FTO功函數(shù)而被廣泛應(yīng)用在有機(jī)太陽電池中。

提高電極表面的浸潤性以提高太陽電池的器件性能在鈣鈦礦太陽能電池中同樣適用。采用UV紫外處理FTO，制備了無致密層平面鈣鈦礦太陽能電池并得到了12%的光電轉(zhuǎn)換效率。O2等離子體處理在提高浸潤性方面的功能可與UV紫外處理相匹配，因此理論上用O2等離子體處理FTO同樣能得到有效工作的鈣鈦礦太陽能電池。同時(shí)隨著平面鈣鈦礦太陽能電池的發(fā)展，越來越多的有機(jī)太陽結(jié)構(gòu)被用于鈣鈦礦太陽能電池中。用等離子體調(diào)節(jié)FTO功函數(shù)并將其應(yīng)用于平面有機(jī)結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽電池中又可能會(huì)進(jìn)一步提高鈣鈦礦太陽能電池。