本文關(guān)鍵詞： 反型鈣鈦礦太陽電池 空穴傳輸層 一步反溶劑 光電轉(zhuǎn)換效率　出處：《鄭州大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：太陽能電池是一種可以直接把太陽能轉(zhuǎn)換成電能的器件。太陽能的發(fā)展可分為三代:第一代為晶硅電池;第二代為薄膜電池;第三代為新概念電池。其中MAPbI3鈣鈦礦材料,因其具有較高的光吸收、較長的載流子壽命和較大的載流子擴散長度等的優(yōu)點,成為了新概念電池中的研究熱點。太陽電池的結(jié)構(gòu)有介觀電池和平面異質(zhì)結(jié)電池。其中反型的平面異質(zhì)結(jié)電池因遲滯效應小,可低溫制備而備受關(guān)注。其中空穴傳輸層作為電池的窗口層不僅傳輸空穴還要提供較好的透射,而鈣鈦礦光吸收層作為電子空穴對的提供者也至關(guān)重要。所以,本文將對不同空穴傳輸層對鈣鈦礦以及電池性能的影響進行研究,主要包括以下幾個方面:(1)空穴傳輸層CuI薄膜的制備。CuI因具有空穴遷移率高、禁帶寬度寬、物理化學性質(zhì)穩(wěn)定的優(yōu)點常被用作空穴傳輸層。本文分別使用浸漬提拉法、溶液超聲法和真空蒸鍍沉積法來制備。在浸漬提拉法時,由于與基底之間的附著力較差,不易獲得完整致密的薄膜。在溶液超聲法時,通過控制超聲時間來制備薄膜,發(fā)現(xiàn)使用該方法獲得的薄膜不均勻。使用高真空蒸發(fā)沉積法時,制備出了平整致密且顆粒尺寸大的CuI薄膜,使用該方法時,可以很好的控制實驗參數(shù),所以實驗的重復性較好。(2)MAPbI3鈣鈦礦薄膜的制備。采用了一步法來制備鈣鈦礦薄膜。首先,研究了溶劑比對形成薄膜的影響,發(fā)現(xiàn)在DMSO與DMF的比例為3:7時薄膜的結(jié)晶性較好,顆粒尺寸較大。其次,分別使用了熱風輔助與反溶劑法制備MAPbI3薄膜,實驗發(fā)現(xiàn)使用反溶劑法制得的薄膜更加致密。最后,在反溶劑制備薄膜一步退火進行了分步退火的改進,發(fā)現(xiàn)改進之后薄膜的顆粒尺寸得到了增大。(3)不同空穴傳輸層對鈣鈦礦薄膜以及太陽電池性能影響的研究。首先,分別以CuI、PEDOT:PSS、CuI/PEDOT:PSS為基底對鈣鈦礦薄膜的形成的影響。再次,研究了三種不同空穴傳輸層對電池性能的影響,發(fā)現(xiàn)在使用雙空穴傳輸層時獲得了11.52%的光電轉(zhuǎn)換效率。最后,又初步研究了氯摻雜形成混合的鈣鈦礦薄膜對電池性能的影響。
[Abstract]:The solar cell is capable of directly converting solar energy into electrical energy device. The development of solar energy can be divided into three generations: the first generation of crystalline silicon solar cell; the second generation thin film solar cell; the third generation is a new concept. The battery MAPbI3 perovskite materials, because of its high light absorption, long service life and the advantages of the carrier the larger the carrier diffusion length, has become a new hotspot in the cell structure. The concept of solar cell and battery have mesoscopic heterojunction solar cells. The anti plane type planar heterojunction solar cells due to the hysteresis effect of small, low temperature preparation and concern. The hole transport layer as the cell layer not only the transmission window the hole should also provide better transmission, and the perovskite light absorption layer as the electron hole pair provider is also crucial. So, this paper will be of different hole transport layer on perovskite and battery performance Research mainly includes the following aspects: (1) the hole transport layer CuI thin films prepared by.CuI with high hole mobility, wide band gap, has the advantages of stable physical and chemical properties are often used as hole transport layer. This paper using the dip coating method, ultrasonic method and solution of vacuum evaporation deposition method to prepare in the dipping process, due to poor adhesion between the substrates, is not easy to get the film compact. In the solution by ultrasonic method, by controlling the ultrasonic time to prepare films, it was found that the film obtained by this method is not uniform. The use of high vacuum evaporation deposition, CuI thin films were prepared. Dense and large particle size, using this method, can control the experimental parameters is very good, so the reproducibility is good. (2) MAPbI3 perovskite films were prepared. By using the one-step preparation of perovskite films. First, the effects of solvent Comparison of film forming effect, found in the DMSO and DMF ratio of crystalline 3:7 films better, larger particle size. Secondly, respectively using MAPbI3 thin films prepared by hot air auxiliary and anti solvent method, experimental films using anti solvent method was found more dense. Finally, improved step by step annealing in anti solvent the preparation of thin film step annealing, found improved particle size film has been increased. (3) research on Perovskite Thin film solar cell performance and the effect of different hole transport layer. Firstly, respectively by CuI, PEDOT:PSS, CuI/PEDOT: PSS as the substrate effect on the formation of perovskite films. Thirdly, study three different hole the transmission layer will affect the performance of battery, find the photoelectric conversion efficiency of 11.52% in the use of double hole transport layer. Finally, and preliminary study of chlorine Doped Perovskite Thin films formed on the hybrid battery The effect of performance.

【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TM914.4

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本文編號：1448244