本文關(guān)鍵詞：鈣鈦礦太陽能電池光活性層的形貌調(diào)控及性能研究

  更多相關(guān)文章： 鈣鈦礦太陽能電池 有機-無機雜化鈣鈦礦材料 形貌調(diào)控 光電轉(zhuǎn)化效率

【摘要】：鈣鈦礦太陽能電池(PSCs)具有成本低廉、制備工藝簡便、光電轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)勢,近年來已經(jīng)成為光伏技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點。鈣鈦礦太陽能電池主要包括介孔結(jié)構(gòu)和平板結(jié)構(gòu)兩種類型,而有機-無機雜化鉛鹵鈣鈦礦材料是所有鈣鈦礦太陽能電池最核心組分。由于鈣鈦礦材料有合適的禁帶寬度和優(yōu)異的結(jié)晶性能,該材料不僅具有較強的光吸收特性,而且有較高的載流子遷移率和良好的載流子擴散長度。然而,鈣鈦礦材料的光電性能對其組成及形貌結(jié)構(gòu)有較大的依賴性。因此,調(diào)控鈣鈦礦材料組成及形貌結(jié)構(gòu)對構(gòu)筑高性能鈣鈦礦太陽能電池具有重要意義。本文研究了介孔和平板結(jié)構(gòu)鈣鈦礦電池中鈣鈦礦層形貌有效調(diào)控方法的問題。對于介孔結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽能電池,采用控制鈣鈦礦材料成核-結(jié)晶速率、鈣鈦礦材料重溶-再結(jié)晶等手段,增強鈣鈦礦材料在多孔TiO2層中的分散度,提高鈣鈦礦材料在多孔層表面覆蓋率。對于平板結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽能電池,本文初步探索了轉(zhuǎn)速、退火對鈣鈦礦成膜的影響。另外,本文對鈣鈦礦材料形貌對TiO2/鈣鈦礦界面電荷傳輸與復(fù)合等過程的影響進行了深入研究。主要研究結(jié)論如下:1.采用苯甲基碘化銨(C6H5CH2NH3I)及碘化銨(NH4I)作為添加劑,通過一步溶液沉積法制備了介孔結(jié)構(gòu)的PSCs,電池的光電轉(zhuǎn)換效率從6.83%分別提升至9.05%與9.49%。2.采用DMSO(二甲亞砜)/CBZ(氯苯)、DMF(N,N-二甲基甲酰胺)/CBZ以及GBL(γ-丁內(nèi)酯)/CBZ混合溶液對傳統(tǒng)連續(xù)沉積法制備的鈣鈦礦薄膜進行后處理,組裝的介孔結(jié)構(gòu)電池效率分別由10.10%提高到11.68%、11.82%及10.66%。3.通過控制旋涂轉(zhuǎn)速與退火時間等參數(shù),制備了平整且致密的高質(zhì)量CH3NH3PbI3-xClx鈣鈦礦薄膜。相應(yīng)的平板結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽能電池可以獲得13%的平均光電轉(zhuǎn)化效率,其最高光電轉(zhuǎn)化效率可達15.48%。本研究采用一系列形貌調(diào)控手段,成功地改善了鈣鈦礦材料成膜質(zhì)量,顯著地提升了鈣鈦礦電池光電性能,對高性能鈣鈦礦太陽能電池的發(fā)展有一定的借鑒意義。
【關(guān)鍵詞】：鈣鈦礦太陽能電池 有機-無機雜化鈣鈦礦材料 形貌調(diào)控 光電轉(zhuǎn)化效率
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM914.4
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-19
• 1 緒論19-35
• 1.1 引言19
• 1.2 太陽能電池的發(fā)展與分類19-22
• 1.3 鈣鈦礦太陽能電池的結(jié)構(gòu)及工作原理22-24
• 1.4 鈣鈦礦太陽能電池中各層材料24-29
• 1.5 鈣鈦礦太陽能電池的研究進展29-31
• 1.6 鈣鈦礦薄膜的制備方法31-32
• 1.7 鈣鈦礦薄膜的形貌控制32-33
• 1.8 本文的研究意義及內(nèi)容33-35
• 2 實驗材料、設(shè)備與表征方法35-40
• 2.1 實驗試劑與儀器35-37
• 2.2 材料表征方法37-39
• 2.3 本章小結(jié)39-40
• 3 碘銨鹽添加劑對鈣鈦礦物質(zhì)成膜形貌的影響及其電池性能的研究40-56
• 3.1 引言40-41
• 3.2 甲基碘化銨及苯甲基碘化銨的合成41-42
• 3.3 甲基碘化銨及苯甲基碘化銨的表征42-43
• 3.4 一步溶液法制備鈣鈦礦薄膜43-44
• 3.5 CH_3NH_3PbI_3薄膜的表征44-49
• 3.6 介孔結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽能電池的制備49-51
• 3.7 碘銨鹽添加劑對一步法介孔結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦太陽能電池性能的影響51-54
• 3.8 本章小結(jié)54-56
• 4 溶劑后處理對鈣鈦礦物質(zhì)成膜形貌的影響及其電池性能的研究56-74
• 4.1 引言56-57
• 4.2 溶劑后處理鈣鈦礦薄膜57-58
• 4.3 鈣鈦礦薄膜的表征58-68
• 4.4 介孔結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽能電池的制備68
• 4.5 溶劑后處理對連續(xù)沉積法介孔結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦太陽能電池性能的影響68-73
• 4.6 本章小結(jié)73-74
• 5 CH_3NH_3PbI_（3-x)Cl_x p-i-n型平板異質(zhì)結(jié)鈣鈦礦太陽能電池的制備及其光電性能的研究74-86
• 5.1 引言74
• 5.2 CH_3NH_3PbI_（3-x)Cl_x鈣鈦礦薄膜的制備74-76
• 5.3 CH_3NH_3PbI_（3-x)Cl_x鈣鈦礦薄膜的表征76-79
• 5.4 平板結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽能電池的制備79-81
• 5.5 平板結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦太陽能電池性能的研究81-85
• 5.6 本章小結(jié)85-86
• 6 結(jié)論86-88
• 參考文獻88-96
• 作者簡歷96-98
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集98

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王曉莉,姚熹;復(fù)雜組成鈣鈦礦材料中的納米分相[J];西安交通大學(xué)學(xué)報;1995年09期

2 莊志強;王蘊輝;施紅陽;;鈮鎂酸鉛類鈣鈦礦結(jié)構(gòu)鐵電多晶體的制備技術(shù)[J];華南理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);1992年03期

3 趙旭,栗萍,唐貴德,張變芳,禹日程;Nb摻雜對雙鈣鈦礦化合物居里溫度的影響[J];河北師范大學(xué)學(xué)報;2004年04期

4 李福q，

本文編號：1043459