近年來,有機-無機雜化鈣鈦礦材料以其優(yōu)異的光電性能,成為新一代光伏材料的新貴。單結(jié)鈣鈦礦太陽電池效率已經(jīng)發(fā)展到認(rèn)證效率的24.2%,接近其理論極限。因此,為了進一步突破效率的瓶頸,需要一種新的器件結(jié)構(gòu)（疊層鈣鈦礦太陽電池）來實現(xiàn)。疊層電池一般是由一個寬帶隙的頂電池和一個窄帶隙的底電池組成,其中,寬帶隙鈣鈦礦太陽電池的性能已經(jīng)獲得了長足的發(fā)展,而窄帶隙鈣鈦礦太陽電池由于含有極易被氧化的錫元素,發(fā)展較為滯后。本論文主要圍繞窄帶隙鈣鈦礦太陽電池的薄膜形貌和界面調(diào)控來展開,并最終實現(xiàn)高性能的窄帶隙鈣鈦礦太陽電池。薄膜形貌是影響鈣鈦礦太陽電池器件性能至關(guān)重要的因素,而窄帶隙鈣鈦礦因含有錫元素,薄膜形貌難以控制。在器件界面方面,由于窄帶隙鈣鈦礦的能級與經(jīng)典的鉛基鈣鈦礦的能級不完全一致,因此需要對界面能級進行調(diào)控,實現(xiàn)器件整體能級結(jié)構(gòu)的匹配以及界面特性的改善,以提高窄帶隙鈣鈦礦太陽電池的器件性能。本論文的主要工作分為以下三部分:在第三章中,我們主要圍繞真空輔助加熱退火工藝可以改善鈣鈦礦的薄膜形貌,提高鈣鈦礦太陽電池的器件性能展開研究。我們通過對比真空條件與氮氣環(huán)境下加熱形成的鈣鈦礦薄膜發(fā)現(xiàn),真空輔助... 

【文章頁數(shù)】：114 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鈣鈦礦太陽電池的簡介
        1.2.1 鈣鈦礦太陽電池的發(fā)展歷程
        1.2.2 窄帶隙鈣鈦礦太陽電池的發(fā)展歷程
        1.2.3 鈣鈦礦太陽電池的器件結(jié)構(gòu)和工作原理
        1.2.4 窄帶隙鈣鈦礦太陽電池的器件結(jié)構(gòu)組成
    1.3 窄帶隙鈣鈦礦太陽電池面臨的問題
    1.4 窄帶隙鈣鈦礦太陽電池的組分
        1.4.1 基于MASn_xPb_(1-x)I_3 的鈣鈦礦太陽電池
        1.4.2 基于FASn_xPb_(1-x)I_3 的鈣鈦礦太陽電池
        1.4.3 基于MA_xFA_(1-x)Sn_yPb_(1-y)I_3 的鈣鈦礦太陽電池
        1.4.4 基于FAbCs_(1-b)Sn_xPb_(1-x)I_3 的鈣鈦礦太陽電池
    1.5 窄帶隙鈣鈦礦的薄膜形貌研究
    1.6 窄帶隙鈣鈦礦太陽電池的界面研究
    1.7 本論文的研究內(nèi)容和創(chuàng)新之處
        1.7.1 本論文的研究內(nèi)容
        1.7.2 本論文的創(chuàng)新之處
第二章 窄帶隙鈣鈦礦太陽電池的主要性能參數(shù)及本文用到的重要表征手段
    2.1 窄帶隙鈣鈦礦太陽電池的主要性能參數(shù)
    2.2 論文中用到的重要表征手段
        2.2.1 瞬態(tài)光電壓和瞬態(tài)光電流(TPV&TPC)
        2.2.2 原子力顯微鏡(AFM)
        2.2.3 紫外光電子能譜(UPS)
        2.2.4 掃描透射電子顯微鏡(STEM)
    2.3 本章小結(jié)
第三章 基于真空輔助加熱的窄帶隙鈣鈦礦太陽電池
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 溶液配制
        3.2.2 器件制備
        3.2.3 鈣鈦礦薄膜表征
        3.2.4 鈣鈦礦太陽電池的表征
    3.3 實驗結(jié)果分析與討論
        3.3.1 真空輔助加熱對鈣鈦礦形貌的影響
        3.3.2 不同加熱條件下器件性能的研究
    3.4 本章小結(jié)
第四章 基于正裝結(jié)構(gòu)窄帶隙鈣鈦礦太陽電池的研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 溶液配制
        4.2.2 器件制備
        4.2.3 鈣鈦礦薄膜表征
        4.2.4 鈣鈦礦太陽電池的表征
    4.3 實驗結(jié)果分析與討論
        4.3.1 自組裝單分子層C_(60)-SAM修飾SnO_2能級的研究
        4.3.2 修飾后的SnO_2上生長的鈣鈦礦薄膜形貌和結(jié)晶性研究
        4.3.3 器件性能研究
    4.4 本章小結(jié)
第五章 銀擴散對窄帶隙鈣鈦礦太陽電池器件性能影響的研究
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 溶液配制
        5.2.2 器件制備
        5.2.3 鈣鈦礦薄膜表征
        5.2.4 鈣鈦礦太陽電池器件的表征
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 薄膜與器件性能研究
        5.3.2 銀擴散對鈣鈦礦性能影響的研究
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件



本文編號：3686354