本文選題：太陽能電池 + 有機(jī)-無機(jī)鈣鈦礦　； 參考：《合肥工業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：有機(jī)無機(jī)金屬鹵化物鈣鈦礦材料在太陽能電池中的應(yīng)用顯示出了巨大的商業(yè)價值。以CH3NH3PbI3作為光吸收層材料具有高的吸光系數(shù)、高的載流子遷移率、長的載流子傳輸距離、可溶液加工以及成本低等優(yōu)點,是近5年太陽能轉(zhuǎn)化利用領(lǐng)域的研究熱點,受到國內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注。如何提高鈣鈦礦太陽能電池的效率和穩(wěn)定性,以及降低其成本是鈣鈦礦太陽能電池是否能應(yīng)用到實際生產(chǎn)生活中的關(guān)鍵所在。在本論文中,我們主要是通過研究鈣鈦礦太陽能電池的界面來提高電池器件的效率,主要開展了以下兩個工作:(1)我們通過利用混合的兩步沉積工藝獲得梯度I-Br比的鈣鈦礦層。通過這種工藝使得鈣鈦礦層中的富I區(qū)域和富Br區(qū)域相分離,與傳統(tǒng)的摻雜工藝不同的是,傳統(tǒng)方法僅能在整個鈣鈦礦層中摻入固定含量的Br。在混合的兩步沉積工藝中,Br離子有效地進(jìn)入原始CH3NH3PbI3鈣鈦礦膜中,并于鈣鈦礦層的上部空間發(fā)生置換,從而不會破壞鈣鈦礦膜的完整性。通過這種工藝制備出的梯度Br摻雜的鈣鈦礦器件獲得了16.03%的光電轉(zhuǎn)化效率(以下簡稱PCE),這是由于Voc從1.07提高到1.14V。此外,在相對濕度為40-60%的環(huán)境中,放置2周后,梯度Br摻雜的鈣鈦礦器件的PCE仍然高達(dá)97%,沒有任何封裝,而CH3NH3PbI3作為光吸收層的鈣鈦礦器件的PCE在同一時間下降到83%。(2)在基于鈣鈦礦太陽能電池的器件中,我們改善電極接觸,用實驗室制備的碳電極代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬電極,并且采用簡單易操作的刮涂法制備出了結(jié)構(gòu)為FTO/TiO2致密層/TiO2介孔層/ZrO2層/碳電極的鈣鈦礦太陽能電池,大大降低了成本。就如何利用碳材料應(yīng)用于鈣鈦礦太陽能電池的電極制備開展研究,并從溶劑、填充工藝、碳電極材料的組分優(yōu)化上進(jìn)行研究。
[Abstract]:The application of organic and inorganic metal halide perovskite materials in solar cells has shown great commercial value. Using Ch _ 3NH _ 3PbI _ 3 as the optical absorption layer material has the advantages of high absorption coefficient, high carrier mobility, long carrier transport distance, solution processing and low cost, etc. It is a hot spot in the field of solar energy conversion and utilization in recent five years. By domestic and foreign researchers wide attention. How to improve the efficiency and stability of perovskite solar cells and reduce their cost is the key to whether the perovskite solar cells can be used in practical production and life. In this thesis, we mainly study the interface of perovskite solar cells to improve the efficiency of the battery devices. We mainly carry out the following two work: 1) We obtain the gradient I-Br ratio perovskite layer by using the mixed two-step deposition process. By this process, I rich region and Br rich region in perovskite layer are separated. Different from the traditional doping process, the traditional method can only add fixed amount of Br2 + in the whole perovskite layer. In the mixed two-step deposition process, the Br ion effectively enters the original Ch _ 3NH _ 3PbI _ 3 perovskite film and is replaced in the upper space of the perovskite layer, so the integrity of the perovskite film will not be destroyed. The gradient Br doped perovskite devices obtained by this process have achieved an optoelectronic conversion efficiency of 16.03% (hereinafter referred to as PCEC, which is due to the increase of Voc from 1.07 to 1.14V). In addition, in an environment with relative humidity of 40-60%, two weeks after placement, the PCE of gradient Br doped perovskite devices is still as high as 97% without any packaging. And the PCE of Ch _ 3NH _ 3PbI _ 3 as a perovskite device as a photoabsorber layer dropped to 833.02 at the same time. In the devices based on perovskite solar cells, we improved electrode contact and replaced the conventional metal electrode with a carbon electrode prepared in the laboratory. The perovskite solar cells with the structure of FTO / TIO _ 2 / TIO _ 2 mesoporous layer / carbon electrode were prepared by simple and easy to operate scraping method, which greatly reduced the cost. The preparation of perovskite solar cell electrodes using carbon materials was studied, and the solvent, filling process and composition optimization of carbon electrode materials were studied.
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)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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本文編號：1993240