近年來,隨著全球能源形勢的日益緊張以及對新型能源需求的日趨激烈,制備方法簡單、光電轉(zhuǎn)換效率(PCE)(已達25.2%)高的鈣鈦礦太陽電池(PSCs)受到研究人員的廣泛關(guān)注。作為其中的重要組成部分,空穴傳輸材料(HTMs)起著傳輸空穴、阻擋載流子復(fù)合、保護鈣鈦礦層等重要作用,其性能的優(yōu)劣對PSCs的器件效率和穩(wěn)定性有著重大影響。目前最常用的HTMs是2,2,7,7-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9-螺二芴(spiro-OMeTAD),但由于 spiro-OMeTAD需要摻雜鋰鹽等添加劑提高其空穴遷移率,而添加劑的引入會降低器件的濕度穩(wěn)定性,并且spiro-OMeTAD價格昂貴,因此,開發(fā)新型廉價、高效、穩(wěn)定的無摻雜HTMs是PSCs商業(yè)化應(yīng)用的重要一步。同時,由于給電子-吸電子-給電子(D-A-D)結(jié)構(gòu)的材料具有較低的HOMO能級和較高的空穴傳輸率,其逐漸受到研究人員的關(guān)注。本論文設(shè)計合成了一系列D-A-D型有機小分子HTMs,在此之前,由于D-A-D型有機小分子材料具有較低的HOMO能級和較高的空穴遷移率,已在有機太陽能電池中進行了廣泛的研究。此外,研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)將D-A-D分...

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鈣鈦礦太陽電池概述
        1.2.1 鈣鈦礦太陽電池器件結(jié)構(gòu)
        1.2.2 鈣鈦礦太陽電池工作原理
    1.3 空穴傳輸材料的作用、要求、分類
    1.4 小分子空穴傳輸材料研究進展
        1.4.1 基于螺旋型結(jié)構(gòu)的有機小分子HTMs
        1.4.2 基于星型結(jié)構(gòu)的有機小分子HTMs
        1.4.3 基于線型結(jié)構(gòu)的有機小分子HTMs
    1.5 選題思路與內(nèi)容
第2章 空穴傳輸材料性質(zhì)測試和鈣鈦礦太陽電池研究方法
    2.1 引言
    2.2 空穴傳輸材料性質(zhì)的測試方法
        2.2.1 核磁共振分析
        2.2.2 紫外可見吸收光譜和熒光發(fā)射光譜
        2.2.3 循環(huán)伏安法
        2.2.4 差示掃描量熱分析
        2.2.5 空穴遷移率測試
        2.2.6 DFT理論計算
        2.2.7 場發(fā)射掃描電子顯微鏡分析
        2.2.8 穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)熒光測試
    2.3 鈣鈦礦太陽電池的制備及研究方法
        2.3.1 導(dǎo)電玻璃預(yù)處理
        2.3.2 TiO₂致密層的制備
        2.3.3 TiO₂骨架層的制備
        2.3.4 鈣鈦礦光吸收層的制備
        2.3.5 空穴傳輸層的制備
        2.3.6 電極的制備
        2.3.7 電池伏安特性曲線測試
        2.3.8 入射單色光光子-電子轉(zhuǎn)化效率測試
        2.3.9 電化學(xué)阻抗測試
        2.3.10 電池穩(wěn)定性測試
第3章 D-A-D空穴傳輸材料中心基團吸電性的研究
    3.1 引言
    3.2 主要原料與試劑
    3.3 材料的合成
    3.4 材料的光物理、電化學(xué)和空穴傳輸性質(zhì)
    3.5 材料的密度泛函理論計算
    3.6 材料的穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)熒光測試
    3.7 基于材料的鈣鈦礦太陽電池性能
    3.8 電池的穩(wěn)定性測試
    3.9 本章小結(jié)
第4章 噻吩過渡橋?qū)-A-D空穴傳輸材料平面性影響的研究
    4.1 引言
    4.2 主要原料與試劑
    4.3 材料的合成
    4.4 材料的光物理和電化學(xué)性質(zhì)
    4.5 材料的DFT理論計算
    4.6 材料的空穴遷移率和穩(wěn)態(tài)熒光測試
    4.7 基于材料的鈣鈦礦太陽電池性能
    4.8 電池的電化學(xué)阻抗測試
    4.9 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果



本文編號：4032107