有機(jī)無機(jī)雜化的金屬鹵化物鈣鈦礦,如CH3NH3PbI3,被廣泛應(yīng)用為高效鈣鈦礦電池器件中的光吸收層。但其成分中含有的有機(jī)陽離子從本征上限制了薄膜的熱穩(wěn)定性和光照穩(wěn)定性,從而影響了器件長(zhǎng)期工作的穩(wěn)定性。近年來,用無機(jī)Cs+完全取代有機(jī)基團(tuán)構(gòu)成全無機(jī)鹵化物鈣鈦礦CsPbX3（X=I,Br,C1）被認(rèn)為是從根本上解決薄膜熱穩(wěn)定性問題的有效途徑。其中,CsPbBr3,在自然環(huán)境中不僅具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性,而且表現(xiàn)出良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、光照穩(wěn)定性和濕度穩(wěn)定性。此外,采用碳電極為背電極,構(gòu)成結(jié)構(gòu)為FTO/TiO2/CsPbBr3/Carbon的全無機(jī)鈣鈦礦電池可以忍受較高的工作溫度和濕度。因此,全無機(jī)的鈣鈦礦太陽電池成為近期的研究熱點(diǎn)。然而,目前碳基全無機(jī)CsPbBr3鈣鈦礦電池器件效率仍維持在較低的水平。一方面是由于本身CsPbBr3的光學(xué)帶隙較寬,為2.3eV左右,只能吸收550nm以下的可見光光譜。另一方面是由于Br-在有機(jī)溶劑中溶解度有限,CsPbBr3薄膜的制備在方法方面受到了一定的限制,很難制備出高質(zhì)量的CsPbBr3光吸收層。因此本文選擇了CsPbBr3薄膜為研究對(duì)象,針對(duì)目前最常使用的... 

【文章來源】：南京大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

各式的鈣欽礦太陽電池結(jié)構(gòu)l6]

其中鈣鈦礦材料作為本征光吸收層（ｉ），夾在兩種選擇性接觸的材料之間，一種??為ｐ型，一種為ｎ型。其中ｎ－ｉ－ｐ型常被稱為正式結(jié)構(gòu)，相對(duì)地ｐ－ｉ－ｎ型被稱為反??式結(jié)構(gòu)。幾種典型的ＰＳＣｓ結(jié)構(gòu)可見圖１．１。??ＰＳＣｓ的工作機(jī)制可以描述如下：本征的鈣鈦礦吸收層在光激發(fā)下產(chǎn)生自由??電子和空穴，自由電子被ｎ型的電子傳輸層（ＥｌｅｃｔｒｏｎＴｒａｎｓｐｏｒｔＬａｙｅｒ，?ＥＴＬ）選??擇性收集，空穴被ｐ型空穴傳輸層（Ｈｏｌｅ?Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ?Ｌａｙｅｒ，?ＨＴＬ）選擇性收集，??最終電子通過外電路的傳輸?shù)竭_(dá)ｐ型層，與空穴復(fù)合。??為了實(shí)現(xiàn)選擇性傳輸，材料的選取需滿足一定的能級(jí)匹配關(guān)系。以具有代表??性的?ＰＳＣｓ?（ＦＴＯ／ＴｉＣｂ／ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ／ｓｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ／Ａｕ）為例，各功能層之間的導(dǎo)帶??和價(jià)帶（對(duì)于有機(jī)分子功能層，應(yīng)為最低未占據(jù)分子軌道ＬＵＭＯ和最高被占據(jù)??分子軌道ＨＯＭＯ）相對(duì)位置分布應(yīng)滿足如圖Ｌ２所示的梯度關(guān)系。梯度的能級(jí)分??布是實(shí)現(xiàn)器件內(nèi)部光生載流子定向收集的決定性因素。??ａ?＾??ｂ?＾

Ｆｉｇ?１．３?（ａ）?Ａ?ｔｙｐｉｃａｌ?ｓｅｔｕｐ?ｆｏｒ?ｓｏｌａｒ－ｃｅｌｌ?ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ；?（ｂ）?Ａ?ｔｙｐｉｃａｌ?Ｉ－Ｖ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?ａ??ｓｏｌａｒ?ｃｅｌｌ１７１??（２）太陽電池相關(guān)測(cè)試規(guī)范??圖１．３?（ａ）展示了通用的太陽電池測(cè)試系統(tǒng)。測(cè)試系統(tǒng)的主要構(gòu)成部分包括??太陽光模擬器，標(biāo)準(zhǔn)太陽電池，掩模版，和數(shù)采系統(tǒng)。根據(jù)美國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)??（ＡｍｅｒｉｃａｎＳｏｃｉｅｔｙｆｏｒＴｅｓｔｉｎｇａｎｄＭａｔｅｒｉａｌｓ，ＡＳＴＭ）標(biāo)準(zhǔn)?Ｇ１７３－０３，標(biāo)準(zhǔn)的電池??測(cè)試條件包括：２５°Ｃ的電池溫度，１００ｍＷ／ｃｍ２福照度，和ＡＭ?（ａｉｒｍａｓｓ）?１．５Ｇ??（ｇｌｏｂａｌ）標(biāo)準(zhǔn)光。其中ＡＭＩ．５Ｇ標(biāo)準(zhǔn)光由太陽光模擬器產(chǎn)生，測(cè)試光強(qiáng)通過認(rèn)??證的標(biāo)準(zhǔn)硅太陽電池進(jìn)行校正。一個(gè)不透明的小孔掩模版需放置在測(cè)試電池的光??照端，用以確定有效的電池面積。掩模版的小孔面積需小于電池上下電極的面積。??掩模版的使用可以有效地消除額外的光子效應(yīng)［８］。并且實(shí)驗(yàn)表明，掩模版的小孔??尺寸對(duì)ＰＣＥ值的測(cè)試有著重要的影響，最高可造成３６％測(cè)試結(jié)果的變化１９］。??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]連續(xù)沉積法制備碳電極無機(jī)鈣鈦礦太陽電池（英文）[J]. 丁希宏,任英科,吳雅罕,徐亞峰,朱俊,Tasawar Hayat,Ahmed Alsaedi,李兆乾,黃陽,戴松元.  Science China Materials. 2018(01)



本文編號(hào)：3491678