本文選題：摻雜　切入點：鈣鈦　出處：《華北電力大學(xué)(北京)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：有機-無機太陽能電池近些年來受到廣泛的關(guān)注,其光電轉(zhuǎn)換效率得到快速推進(從2009年的3.8%,到2016年的22.1%)。盡管鈣鈦礦太陽能電池發(fā)展很迅速,同時也存在很多亟待解決的問題。在這些問題當(dāng)中,如何進一步有效地提升效率成為最值得關(guān)注的問題。因為對半導(dǎo)體材料摻雜可以改變材料的許多電學(xué)特性,例如:載流子復(fù)合率、載流子的擴散長度,進而改善器件的開路電壓(VOC),界面勢壘和接觸電阻等。因此,對鈣鈦礦材料摻雜濃度的調(diào)控,尤其是n型摻雜的調(diào)控將有利于實現(xiàn)鈣鈦礦電池效率的進一步提升。為了進一步改進鈣鈦礦電池性能,尤其是基于n型摻雜的鈣鈦礦電池的性能,我們做了一系列的模擬計算工作。首先,我們用wxAMPS計算軟件對n型摻雜的鈣鈦礦電池進行了理論模擬,從而得出了電子和空穴在電池中的動力學(xué)過程�；谶@些前期的模擬計算的結(jié)果,我們開發(fā)了一種新型結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦太陽能電池,這種電池隨著摻雜濃度的變化其光電轉(zhuǎn)換效率可以連續(xù)調(diào)控,其最高效率可以超過20%。在實驗研究方面,我們用簡單的一步法工藝制備了高效的平板異質(zhì)結(jié)有機鈣鈦礦電池,并且用非極性質(zhì)子溶劑來達到調(diào)控鈣鈦礦薄膜形貌地目的,從而得到了高平整度均勻致密的鈣鈦礦薄膜,用這種薄膜制備出了效率達到17.85%的鈣鈦礦電池器件。本文重點研究了實現(xiàn)高效鈣鈦礦電池的方法和影響電池效率的關(guān)鍵因素,并探索了制備n型摻雜的鈣鈦礦電池的制備工藝。同時,通過一系列的模擬計算,得到了有效提升n型摻雜的鈣鈦礦電池效率的可能途徑,為實驗工作做出了有效的理論指導(dǎo)�；谏鲜瞿M和理論研究工作,我們通過精心設(shè)計和精確調(diào)控,實現(xiàn)了鈣鈦礦電池的性能提升,效率達到了17.85%,填充因子達到70%�；诒疚牡难芯抗ぷ�,通過有效的設(shè)計和進一步的工藝優(yōu)化,鈣鈦礦電池的性能有望獲得更大的提升。
[Abstract]:Organic-inorganic solar cells have received widespread attention in recent years, and their photoelectric conversion efficiency has been rapidly improved (from 3.8 in 2009 to 22.1g in 2016), despite the rapid development of perovskite solar cells. At the same time, there are many problems that need to be solved. Among these problems, how to further improve efficiency becomes the most important problem, because doping semiconductor materials can change many electrical properties of materials. For example: carrier recombination rate, carrier diffusion length, thus improving the open circuit voltage of the device, interface barrier and contact resistance, etc. Therefore, the doping concentration of perovskite materials is regulated. In particular, the regulation of n-type doping will be beneficial to the further improvement of perovskite cell efficiency. In order to further improve the performance of perovskite battery, especially based on n-type doped perovskite battery, We do a series of simulation and calculation work. First, we use wxAMPS software to simulate n-type doped perovskite battery. The kinetic processes of electrons and holes in the cell are obtained. Based on these preliminary simulation results, we have developed a new type of perovskite solar cell. With the change of doping concentration, the photoelectric conversion efficiency of this kind of battery can be continuously regulated, and its maximum efficiency can exceed 20. In the experimental research, we have prepared a high efficiency flat plate heterojunction organic perovskite cell by a simple one-step process. The nonpolar proton solvent was used to control the morphology of perovskite films, and a high smoothness uniform and compact perovskite film was obtained. Perovskite battery devices with an efficiency of 17.85% have been fabricated by using this thin film. In this paper, the methods of realizing high efficiency perovskite batteries and the key factors affecting the efficiency of the batteries are studied. The preparation process of n-type doped perovskite battery is explored. At the same time, through a series of simulation calculations, the possible ways to effectively improve the efficiency of n-type doped perovskite battery are obtained. Based on the above simulation and theoretical research work, we have achieved the performance improvement of perovskite battery through careful design and precise control. The efficiency is 17.85 and the filling factor is 70. Based on the research work in this paper, the performance of perovskite battery is expected to be improved by effective design and further process optimization.
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM914.4

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本文編號：1602832