本文選題：鈣鈦礦太陽能電池 + 半透明��； 參考：《吉林大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：近幾年,關(guān)于廉價而且工藝簡單的基于有機(jī)無機(jī)雜化的金屬鹵化物鈣鈦礦和它們的雜化鹵化物鈣鈦礦型太陽能電池(Pe SCs)的報導(dǎo)呈噴井式增長。自2009年制備出第一塊Pe SCs到2017年,器件的效率已經(jīng)從3.8%飛速增長到21.6%。而且Pe SCs還具備高機(jī)械柔性,可低溫溶液法制備,成本等優(yōu)點(diǎn)。之前,Pe SCs的研究一直專注于提高器件的光電轉(zhuǎn)化效率上�？茖W(xué)家們致力于通過優(yōu)化器件的結(jié)構(gòu)、器件各功能層的材料、器件各功能層的制備方法以及研究器件的工作機(jī)理不斷提高電池光電效率。因?yàn)槿嵝缘奶柲茈姵貑挝毁|(zhì)量能量大,便于攜帶,兼容于可穿戴器件;半透明太陽能電池可在不影響美觀的情況下,應(yīng)用在窗戶,建筑物的屋頂以及表墻上,轉(zhuǎn)化太陽光提供能量,所以科學(xué)家們在致力于不斷提高電池效率的同時,也特別關(guān)注柔性,半透明度的太陽能電池的研究工作。傳統(tǒng)的有機(jī)太陽能電池雖然有制備柔性半透明器件的潛力,但是器件效率低,制備為柔性半透明器件后,效率又進(jìn)一步降低,無法滿足實(shí)際應(yīng)用的需求。從2013年以來,柔性半透明Pe SCs的相關(guān)報道開始涌現(xiàn)。鈣鈦礦薄膜具有高光吸收系數(shù)和遠(yuǎn)大于其它有機(jī)光吸收材料的電子空穴傳輸距離,所以即使將鈣鈦礦薄膜減薄以適應(yīng)半透明器件的要求,器件依然能夠達(dá)到很高的效率。而且鈣鈦礦薄膜的機(jī)械柔性遠(yuǎn)高于一般的有機(jī)光吸收層,可在反復(fù)彎折下保持性能,Pe SCs可低溫溶液法制備兼容于柔性的塑料襯底。因此鈣鈦礦太陽能電池比傳統(tǒng)的有機(jī)太陽能電池更適合于制備柔性半透明的器件,柔性半透明Pe SCs成為Pe SCs領(lǐng)域的一個重要分支。目前Pe SCs中最普遍使用的電極是ITO,將ITO濺射到PET等塑料襯底后的PET/ITO電極是柔性Pe SCs最常見的電極,但是ITO電極昂貴而脆弱,不僅會大大增加器件的成本,而且在反復(fù)彎折下極易產(chǎn)生裂縫,不利用于太陽能電池柔性的展示。因此尋找一種可以替代ITO的理想的透明電極作為器件的底電極是目前的當(dāng)務(wù)之急。而半透明器件中要求設(shè)計具有低成本,半透明的,高導(dǎo)電率,優(yōu)越機(jī)械柔性,無需濕化學(xué)和高溫條件的頂電極,這也是目前的一個技術(shù)難點(diǎn)。本文設(shè)計使用超薄的金電極代替?zhèn)鹘y(tǒng)的ITO電極作為半透明Pe SCs的底電極,后為了進(jìn)一步提高透過率,將其優(yōu)化為Mo O3/Au。我們設(shè)計Mo O3/Au/Ag/Mo O3/Alq3結(jié)構(gòu)的超薄多層薄膜作為頂電極以提高整個器件的透過率。本實(shí)驗(yàn)采用低溫溶劑蒸汽輔助的一步溶液法在柔性襯底上制備鈣鈦礦薄膜。鈣鈦礦太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率可達(dá)8.67%,并且在500-2000 nm波段的平均光透過率可達(dá)15.94%。通過進(jìn)一步減薄底電極的厚度,平均光透過率可以被進(jìn)一步增強(qiáng)到31.61%。而且,Pe SCs表現(xiàn)出優(yōu)越的柔性和機(jī)械強(qiáng)度,在以曲率半徑為3.9 mm彎折1000次以后,器件依然能保持88%的原始效率。優(yōu)化底電極后,Pe SCs的器件效率為6.96%,器件在可見光范圍內(nèi)的平均透過率為18.16%。Pe SCs優(yōu)異的機(jī)械柔性并沒有受到影響,在曲率半徑為4 mm的條件下,彎曲1000次后依然可以保持其原始效率的73%。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM914.4

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