有機-無機雜化鈣鈦礦材料吸光性能好,載流子遷移率高,電子擴散長度長,在太陽能電池領域獲得了突飛猛進的發(fā)展。鈣鈦礦吸光層是整個電池器件的核心,決定了器件的光伏性能。在鈣鈦礦結晶過程中,前驅(qū)體溶液經(jīng)歷成核和晶體生長兩個過程,成核階段決定了鈣鈦礦薄膜形貌。如果基底上晶核很少,不受約束的晶體生長可以獲得較大的晶體,缺點是晶粒之間留有空隙,這些空隙導致了電子傳輸層中電子和空穴傳輸層中空穴發(fā)生復合形成暗電流�？焖俪珊丝梢缘玫街旅艿拟}鈦礦薄膜,但是同等致密的鈣鈦礦薄膜,晶粒尺寸大小和晶核數(shù)目成反比。晶體之間的晶界存在大量缺陷造成鈣鈦礦間接復合,大晶粒尺寸鈣鈦礦之間存在較少晶界有利于提高電池性能。因此,在鈣鈦礦結晶過程中,控制成核速度和數(shù)量具有重要的意義。前驅(qū)體溶液中引入二甲基亞砜（DMSO）可以制備高質(zhì)量鈣鈦礦薄膜。實驗已經(jīng)證實DMSO可以平衡CH3NH3I（MAI）和PbI2晶體生長速率。我們成功地通過調(diào)節(jié)二甲基甲酰胺（DMF）和DMSO比例獲得可控制的中間體,這些中間體通過分子自組裝組成。紅外測試（FTIR）和熱重分析（TGA）研究和證實中間相的鍵能和構成材料的配比。使用不同比例的DMF和DMS... 

【文章來源】：華北電力大學(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：144 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－４介孔結構鈣鈦礦太陽電池到平板結構太陽電池演變（ａ）介孔結構，（ｂ）介觀超結??

華北電力大學博士學位論文??Ｓｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ或者Ｐ３ＨＴ被選為ＨＴＭ，導電性良好的Ａｕ或者Ａｇ作為對電極，??其結構如圖１－４所示。韓國Ｓｅｏｋ等人［２］利用介孔結構，制備出認證效率２２．１％??的鈣鈦礦電池。介孔結構鈣鈦礦電池是目前光電轉(zhuǎn)換效率最高的，但介孔結構??中Ｔｉ０２需要高溫燒結等，存在工藝兼容性差等問題。???？Ｓｐｉｒｏ－ＭｅｏＴＡＤ??■?．一…ｌ?ｆ?二??圖１－５介孔鈣鈦礦太陽電池的結構示意圖，從下到上依次為：ＦＴＯ導電玻璃，致密層，??電子傳輸層，光吸收層，空穴傳輸層和金屬對電極??Ｆｉｇ．?１－５?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ?ｓｏｌａｒ?ｃｅｌｌｓ．?Ｔｈｉｓ?ｂｉ－ｌａｙｅｒ?ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ??ｉｓ?ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ?ｏｎ?ａｂｓｏｒｂｉｎｇ?ｌｉｇｈｔ?ａｎｄ?ｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇ?ｃｈａｒｇｅｓ．?Ｔｈｅ?ｈｉｇｈｌｙ?ｄｅｎｓｅ?ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ?ｆｉｌｍ?ｌｉｅｓ?ｏｎ??ｔｈｅ?ｍｐ－Ｔｉ〇２，?ｓｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ?ａｎｄ?Ａｕ?ｗｅｒｅ?ｔｈｅｎ?ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ?ｏｎ?ｔｈｅ?ａｃｔｉｖｅ?ｌａｙｅｒ?ａｃｔ?ａｓ??ｈｏｌｅ－ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇ?ｍａｔｅｒｉａｌ?ａｎｄ?ｐｈｏｔｏｃａｔｈｏｄｅ，?ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．??Ｌｅｅ等人１１９１發(fā)現(xiàn)由Ａ１２０３代替Ｔｉ０２作為骨架層，獲得了很好的效果，這些??研宄人員提出較大帶隙Ａ１２０３僅起支架光吸收層作用。如圖ｌ－４（ｂ）所示

１．２．３鈣鈦礦太陽電池工作原理??當鈣鈦礦太陽電池器件在應用過程中，器件內(nèi)部電子和空穴傳輸過程可以??用圖１－６中的７個過程來表述［４＿２１—２３１：??（１）?Ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ導帶上激發(fā)電子迅速注入到Ｔｉ〇２的導帶上過程；??（２）?ＨＴＭ價帶上空穴迅速注入到Ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ的價帶上過程；??（３）?Ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ導帶上激發(fā)電子和價帶上空穴直接復合（輻射復合）；??（４）?Ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ導帶上激發(fā)電子和價帶上空穴間接復合（非福射復合）；??（５）?Ｔｉ０２導帶上電子與Ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ價帶上空穴的復合過程；??（６）?ＨＴＭ價帶上空穴與Ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ導帶上激發(fā)電子的復合過程；??（７）?ＨＴＭ價帶上空穴與Ｔｉ０２導帶上電子復合過程，這個過程會形成暗電流。??＾（ＪＰ?ｓＰ＇ｒ〇??：琴?１?ＯＭｅＴＡＯ??ＣＨ３ＮＨ３Ｐｂｌ３??圖１－６鈣鈦礦電池電荷傳輸示意圖??Ｆｉｇ．?１－６?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｃｈａｒｇｅ?ｔｒａｎｓｆｅｒ?ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ?ｉｎ?ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ?ｓｏｌａｒ?ｃｅｌｌｓ．??在這些過程中，過程１，２代表了鈣鈦礦中電子和空穴的注入過程，而過程??３，?４代表了鈣鈦礦材料本身內(nèi)部的復合過程。過程５，?６和７是鈣鈦礦材料與??電子傳輸層或者ＨＴＭ之間的界面復合過程。在一束光的照射下，鈣鈦礦材料??價帶上電子受到了激發(fā)從而躍遷到導帶上，每離開一個電子就會在鈣鈦礦的價??帶上形成一個對應的空穴，鈣鈦礦導帶上電子迅速注入到Ｔｉ０２的導帶上［２｜］。接??下來發(fā)了?１－７這些過程

【參考文獻】：
期刊論文
[1]連續(xù)沉積法制備碳電極無機鈣鈦礦太陽電池（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：2996385