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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(duì)可再生能源的需求也越來(lái)越大。太陽(yáng)能是安全，無(wú)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(yáng)能的有效利用中，太陽(yáng)能光伏轉(zhuǎn)換是近些年來(lái)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(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能,是人類社會(huì)解決環(huán)境問(wèn)題，應(yīng)對(duì)能源危機(jī)以及尋求可持續(xù)發(fā)展的重要對(duì)策。

太陽(yáng)能電池技術(shù)經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，目前主要有單晶/多晶硅太陽(yáng)電池、染料敏化電池、有機(jī)太陽(yáng)電池、無(wú)機(jī)半導(dǎo)體（砷化鎵、碲化鎘、銅銦鎵硒等）薄膜太陽(yáng)電池等不同類型的太陽(yáng)電池。自2012年以來(lái)，一種新興的太陽(yáng)能電池：有機(jī)無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦太陽(yáng)能電池在國(guó)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(zhǎng)、遷移率高、可溶液加工等諸多優(yōu)勢(shì)。

鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的預(yù)估效率大概是31％，這表明鈣鈦礦太陽(yáng)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(yáng)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(duì)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的性能也至關(guān)重要。此外，鈣鈦礦太陽(yáng)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(jí)匹配、消除遲滯、延遲電荷重組以及提高器件長(zhǎng)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(yáng)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(wèn)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(guò)電場(chǎng)加速給以能量,物質(zhì)被解離成陰,陽(yáng)離子,此時(shí)整個(gè)體系中陰,陽(yáng)離子總電荷相等,對(duì)外呈電中性，因此稱為等離子體。近年來(lái)，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(yáng)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(rùn)性同時(shí)提高ITO的功函數(shù)，降低FTO和活性層的勢(shì)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(yáng)電池中。

提高電極表面的浸潤(rùn)性以提高太陽(yáng)電池的器件性能在鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中同樣適用。采用UV紫外處理FTO，制備了無(wú)致密層平面鈣鈦礦太陽(yáng)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(rùn)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(yáng)能電池。同時(shí)隨著平面鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的發(fā)展，越來(lái)越多的有機(jī)太陽(yáng)結(jié)構(gòu)被用于鈣鈦礦太陽(yáng)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(yáng)電池中又可能會(huì)進(jìn)一步提高鈣鈦礦太陽(yáng)能電池。