發(fā)布時(shí)間：2020-10-14 11:25

　　 近年來(lái),鈣鈦礦太陽(yáng)能電池(Perovskite solar cell)發(fā)展迅速,目前實(shí)驗(yàn)室最高光電轉(zhuǎn)化效率已經(jīng)達(dá)到23.7%,展現(xiàn)出廣闊的商業(yè)前景。鈣鈦礦太陽(yáng)能電池具有多種不同的器件結(jié)構(gòu),其中,基于二氧化鈦/氧化鋯/碳三層介孔膜結(jié)構(gòu)并且可采用印刷工藝制備的介觀鈣鈦礦太陽(yáng)能電池(以下稱“可印刷介觀鈣鈦礦太陽(yáng)能電池”)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和原材料成本低的特點(diǎn),因此備受關(guān)注�？捎∷⒔橛^鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的介孔膜采用絲網(wǎng)印刷制備,厚度通常在0.5~3.0μm,本文針對(duì)可印刷介觀鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的印刷工藝展開(kāi)研究,主要內(nèi)容包括:(1)介孔膜印刷膜厚及均勻性研究,針對(duì)印刷介孔膜邊緣存在類似于咖啡環(huán)效應(yīng)造成的凸起現(xiàn)象,選取介孔膜形貌平穩(wěn)區(qū)域和基底之間的高度差作為印刷膜厚;在尺寸為10 cm×10 cm的基底上印刷二氧化鈦介孔膜,并選取不同區(qū)域(最多81個(gè)點(diǎn))的膜厚進(jìn)行對(duì)比和分析。(2)二氧化鈦介孔膜和二氧化鋯介孔膜的印刷,主要包含通過(guò)調(diào)控印刷漿料固含量和粘度以及印刷速度、壓力、間距等工藝參數(shù),實(shí)現(xiàn)了二氧化鈦介孔膜印刷膜厚在400~800 nm范圍可調(diào),二氧化鋯介孔膜印刷厚度在2~3μm范圍可調(diào)。(3)二氧化鈦介孔膜和二氧化鋯介孔膜印刷膜厚對(duì)器件性能的影響,通過(guò)對(duì)比采用不同厚度介孔膜所制備可印刷介觀鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的性能,制備出光電轉(zhuǎn)換效率接近12%的大面積(基底面積100 cm~2)可印刷介觀鈣鈦礦太陽(yáng)能器件。本文通過(guò)對(duì)可印刷介觀鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的印刷工藝進(jìn)行研究,為其性能提升和工藝改進(jìn)提供了技術(shù)參考。
【學(xué)位單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM914.4
【部分圖文】：

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圖 1.2 各種類太陽(yáng)能電池最高光電轉(zhuǎn)換效率研究進(jìn)展[2]由圖 1.2 所示，隨著科研人員長(zhǎng)期深入的研究，各類型太陽(yáng)能電池公證的光電轉(zhuǎn)化效率均有大幅度提升。紫色類型效率最高，基本為多結(jié)砷化鎵半導(dǎo)體片堆疊集成式太陽(yáng)能電池，其中四結(jié)以上集成式太陽(yáng)能電池已達(dá)到了 46%的公證效率。該類型的電池器件成本高并且工藝復(fù)雜，可用于軍事工業(yè)領(lǐng)域或者地面高倍聚光光伏系統(tǒng)。藍(lán)色類型為晶體硅太陽(yáng)能電池，從上世紀(jì) 70 年后期開(kāi)始，其中單晶硅非集成太陽(yáng)能電池便參與光電轉(zhuǎn)化效率的公證并且由初期的 13%跨越至 2017 年最新記錄的26.3%[3]。25 ℃下非集成式硅晶太陽(yáng)能電池的極限效率可達(dá) 29.43%[4]，由此說(shuō)明單晶硅太陽(yáng)能電池在原材料制備以及后期工藝加工等方面已經(jīng)趨于完善。硅晶太陽(yáng)能電池研究歷史悠久同時(shí)其產(chǎn)品市場(chǎng)占有率最高。綠色類型為薄膜太陽(yáng)能電池，主要有銅銦鎵硒太陽(yáng)能電池、碲化鎘太陽(yáng)能電池以及非晶硅太陽(yáng)能電池。雖然該類型電

開(kāi)發(fā)出第二代介觀太陽(yáng)能電池，稱為鈣鈦礦太陽(yáng)能3 年獲得技術(shù)突破，實(shí)驗(yàn)室光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到 9.7%，升至 23.7%，該效率超過(guò)了多晶硅太陽(yáng)能電池、碲硒薄膜太陽(yáng)能電池的實(shí)驗(yàn)室效率，被認(rèn)為是新一代5, 16]。鈦礦太陽(yáng)能電池材料結(jié)構(gòu)與性質(zhì)種鈦酸鈣（CaTiO3）氧化物并且存在于鈣鈦礦石中 Perovski 發(fā)現(xiàn)，由此而得名。在本文中，我們針對(duì)晶體進(jìn)行研究，該晶體屬于立方晶系，其分子通式示。
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