本文關(guān)鍵詞：介觀鈣鈦礦太陽能電池的研究

  更多相關(guān)文章： 鈣鈦礦太陽能電池 碘化鉛 結(jié)晶 形貌 摻雜

【摘要】：隨著鈣鈦礦太陽能電池的研究突飛猛進(jìn),鈣鈦礦太陽能電池(PSCs)結(jié)構(gòu)從初始的染料敏化電池(DSCs)結(jié)構(gòu)演變?yōu)榻榭租}鈦礦太陽能電池(MPSCs)結(jié)構(gòu)和平面鈣鈦礦太陽能電池(PPSCs)結(jié)構(gòu)。在PSCs電池性能提高的過程中,鈣鈦礦吸光層的制備法從一步旋涂法發(fā)展到兩步旋涂法,再到雙源氣相蒸發(fā)法和氣相輔助溶液沉積法。但后者制備法的成本太高,不適合大規(guī)模制備PSCs電池,因此溶液旋涂法受到人們的青睞。以溶液法為基礎(chǔ),通過改善鈣鈦礦吸光層的結(jié)晶度和形貌來提高PSCs電池的性能成為研究重點。本論文主要基于介孔鈣鈦礦太陽能電池結(jié)構(gòu),設(shè)計了改善鈣鈦礦吸光層來提高M(jìn)PSCs電池性能的實驗,主要包括以下3個方面:(1)為了確定最優(yōu)的制備介孔鈣鈦礦旋涂方法,設(shè)計了在介孔層上分別用一步法和兩步法制備鈣鈦礦的實驗。發(fā)現(xiàn),兩步法制備的MPSCs電池比一步法制備的MPSCs電池,在電流密度、開路電壓、填充因子和電池效率方面都高出很多。一步法的最優(yōu)電流密度達(dá)到5.78 mA/cm2,開路電壓達(dá)到788 mV,填充因子為40.18%,電池的效率達(dá)到1.83%。兩步法的最優(yōu)電流密度達(dá)到7.10 mA/cm2,開路電壓達(dá)到828 mV,填充因子為60.38%,電池的效率達(dá)到3.55%。兩步法的效率明顯高出近1倍。(2)改善鈣鈦礦吸光層結(jié)晶度和形貌。首先,研究基底加熱溫度對MPSCs電池性能的影響,設(shè)計了碘化鉛旋涂前不同的基底加熱溫度條件下制備MPSCs電池的實驗。然后,在碘化鉛旋涂前基底加熱70℃的前提下,設(shè)計了不同室溫放置時間對MPSCs電池性能影響的實驗。通過對光陽極材料表征和電池性能測試,發(fā)現(xiàn)基底加熱和室溫放置均在一定程度上促進(jìn)鈣鈦礦的結(jié)晶度增加和薄膜的均勻覆蓋,從而提高吸光層載流子收集,降低電子空穴的復(fù)合,大幅提高光電流和電池效率。(3)在前面的鈣鈦礦吸光層結(jié)晶度與形貌改善的基礎(chǔ)上,設(shè)計了Cl摻雜PbI2進(jìn)而達(dá)到摻雜鈣鈦礦目的的實驗。實驗發(fā)現(xiàn)Cl摻雜PbI2后,光陽極的吸收強(qiáng)度比未摻雜的強(qiáng)度增大。相應(yīng)的電池的短路電流密度增大,效率提高,IPCE也有所增大。說明Cl摻雜后,電池內(nèi)部的電荷傳輸增強(qiáng),電池的性能得到改善。
【學(xué)位授予單位】：北京信息科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM914.4

【相似文獻(xiàn)】

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(qiáng);王蘊(yùn)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：1284572