基于不同鈍化層的鈣鈦礦太陽能電池的研究
發(fā)布時間：2020-12-23 00:42
鈣鈦礦太陽能電池由于近年來由于其優(yōu)異的功率轉換效率值而備受關注。在提高鈣鈦礦太陽能電池性能的各種手段策略中,鈍化策略的有效成果得到了許多文獻的認證。本文的具體工作為:（1）通過分析和研究,建立了 PMMA/MAPbI3界面模型和EDTA/MAPbI3界面模型,然后以第一性原理為基礎,通過計算來分析鈣鈦礦層和鈍化層的界面性質。分析發(fā)現(xiàn),PMMA/MAPbI3界面體系的表面電子態(tài)的主要來源是H原子的1s軌道,I原子的5p軌道,O原子的2p軌道和Pb原子的6p軌道在界面處產(chǎn)生了軌道雜化。EDTA/MAPbI3費米能級處表現(xiàn)為電子態(tài)的主要原因是H原子的1s軌道,I原子的5p軌道,O原子的2p軌道和Pb原子的6p軌道在界面處產(chǎn)生了軌道雜化。二者的鈍化效果在理論層面上幾乎沒有差別。就費米能級處的態(tài)密度比較,PMMA具有更少的電子態(tài)。從而推測鈍化作用中,對鉛離子的絡合不受鈍化層材料絡合能力強弱的影響。同時,更復雜的分子結構可能帶來更大的界面電子態(tài),反而減弱了對鈣鈦礦層的鈍化效果�；谖⒂^粒子的層面,利用計算得出的分析結果,為實驗的開展做好理論支撐,同時也幫助指導實驗的下一步進行。（2）通過制備和測試...
【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：75 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖１－３?—種內能光化學．反應??從此之后，太陽能電池性能發(fā)展的速度直線上升，從最開始的１％逐步進化到??
?第一章緒論???（ｃ）?（ｄ）??圖１－４三代太陽能電池。（ａ）單晶硅太陽能電池；（ｂ：）砷化鎵薄膜太陽能電池；（ｃ）銅??銦鎵硒太陽能電池；（ｄ）染料敏化太陽能電池??第三代太陽能電池一般指一種可溶液處理的太陽能電池，具有巨大的太陽能??發(fā)電潛力？。普遍認知的第三代太陽能電池包括聚舎物太陽能電池（Ｐｏｌｙｍｅｒ?Ｓｏｌａｒ??Ｃｅｌｌｓ，?ＰＳＣｓ），染料敏化太陽能電池（Ｄｙｅ－ｓｅｎｓｉｔｉｚｅｄ?Ｓｏｌａｒ?Ｃｅｌｌｓ，?ＤＳＳＣｓ）和鈣鈦礦??太：陽簾電池（Ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ?Ｓｏｌａｒ?Ｃｅｌｌｓ）。聚合物太陽：能電池和轉鈦礦太陽能電池??要區(qū)別是受主相的性質。鈣鈦礦太陽能電池的加入使混合分子（鈣鈦礦）和膠體有??機／無機（雜化聚合物）太陽能電池技術得以比較＆鈣鈦礦型太陽能電池是一種顛??覆性的太陽能電池技術，近年來由于其優(yōu)異的功率轉換效率（Ｐｏｗｅｒ?Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ??Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，?ＰＣＥ）值而備受關注。??１．２鈣鈦礦太陽能電池概述??１．２．１鈣鈦礦材料??釣鈦礦（Ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ）最厚是在１８３９年被德國礦物學家古斯塔夫羅斯（Ｇｕｓｔａｖ??ｒｏｓｅ）在俄羅．斯鳥拉爾山＜Ｕｌａｒ?Ｍｏｕｎｔａｉｎｓ）．的砂卡著ＣＳｋａｒｎ）．發(fā)現(xiàn)。．其命名Ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ??來Ｓ俄羅斯著名地質學家Ｌ．?Ａ．?Ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ的名字Ｐ最開始的鈣鈦礦指的是礦物鈦??酸鈣（ＣａＴｉ０３），后來延伸到了包含具有鈦酸鈣相似晶體結構的化合物。??鈣鈦礦的一般公式是ＡＢＸ３，其中Ａ和Ｂ分別是一價和二價離子，Ｘ是０，??Ｃ，Ｎ或鹵素；且具有與鈦酸鈣相同的立方結構Ｉ到目前為止，得到最廣泛應用?
粗最低來存分子軌遺（Ｌｏｗｅｓｔ?Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ?Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?Ｏｒｂｉｔａｌ，?ＬＵＭＯ）??對鹵素的性質非常敏感。這一性質使得其能級和禁帶寬度可調，并且已被發(fā)現(xiàn)對鈣??鈦礦?ＣＨ３ＮＨ３Ｐｂ（Ｉ３－ｘＢｒｘ）３?特別有效。??＆?ＯＢｒ（ｈ）?－３９?３７５?ｐ??〇ＣＨ３ＮＨ３＋??ＷＭ?〇Ｐｂ２＋?Ｕ?Ｕ?Ｕ??－５．４?－５３?－５．３８??Ｉ?ＣＨ３ＮＨ３Ｐｂｌ３?ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＢｒ３??ＣＨ３ＮＨ３Ｐｂｌ３．ｘＣｌｘ??（ａ）?（ｂ）??圖１－５?（ａ）鈣鈦礦晶體結構；（ｂ）集中常用鈣鈦礦材料能級??１．２．２鈣鈦礦太陽能電池的發(fā)展歷程??太陽能電池效率的發(fā)展歷程見圖１－６。對于鈣鈦礦太陽能電池最皁的研究可以??追溯到２００９年。同樣屬于第三代太陽能電池的染料敏化太陽能電池，可以說其促??成了鈣鈦礦太陽能電池的發(fā)展。染料敏化太陽能電池由幾個主要部分組成：反式母??體導電襯底、商表面積ｎ型半導體（通常是Ｔｉ０２＞、能吸收光的染料（敏化劑）以及含??有氧化還原介質和對電極的電解質。染料通常與ｎ型半導體的表面緊密結合９?２００９??年，Ｋｏｊｉｍａ等人在染料敏化太陽能電池中，用ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＩ３和ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＢｒ３取代??了傳統(tǒng)染料，首次證明了鈣鈦礦在太陽能電池中作為輕氧化還原物質的能力，器件??的光電轉換效率為３．８°／＃。??２０１１年，Ｐａｒｋ等人將鈣鈦礦材料ＣＨ３ＮＨ３Ｐｂｌ３量子點沉積在Ｔｉ０２表面，效率??提升到６．５?％［］。??２０１２年，Ｋｉｍ等人采用了?ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＩ３作為光吸收層和ｓｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ作為空??穴傳輸層，ＰＣＥ達到了?９．７％［
本文編號：2932740
【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：75 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖１－３?—種內能光化學．反應??從此之后，太陽能電池性能發(fā)展的速度直線上升，從最開始的１％逐步進化到??
?第一章緒論???（ｃ）?（ｄ）??圖１－４三代太陽能電池。（ａ）單晶硅太陽能電池；（ｂ：）砷化鎵薄膜太陽能電池；（ｃ）銅??銦鎵硒太陽能電池；（ｄ）染料敏化太陽能電池??第三代太陽能電池一般指一種可溶液處理的太陽能電池，具有巨大的太陽能??發(fā)電潛力？。普遍認知的第三代太陽能電池包括聚舎物太陽能電池（Ｐｏｌｙｍｅｒ?Ｓｏｌａｒ??Ｃｅｌｌｓ，?ＰＳＣｓ），染料敏化太陽能電池（Ｄｙｅ－ｓｅｎｓｉｔｉｚｅｄ?Ｓｏｌａｒ?Ｃｅｌｌｓ，?ＤＳＳＣｓ）和鈣鈦礦??太：陽簾電池（Ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ?Ｓｏｌａｒ?Ｃｅｌｌｓ）。聚合物太陽：能電池和轉鈦礦太陽能電池??要區(qū)別是受主相的性質。鈣鈦礦太陽能電池的加入使混合分子（鈣鈦礦）和膠體有??機／無機（雜化聚合物）太陽能電池技術得以比較＆鈣鈦礦型太陽能電池是一種顛??覆性的太陽能電池技術，近年來由于其優(yōu)異的功率轉換效率（Ｐｏｗｅｒ?Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ??Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，?ＰＣＥ）值而備受關注。??１．２鈣鈦礦太陽能電池概述??１．２．１鈣鈦礦材料??釣鈦礦（Ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ）最厚是在１８３９年被德國礦物學家古斯塔夫羅斯（Ｇｕｓｔａｖ??ｒｏｓｅ）在俄羅．斯鳥拉爾山＜Ｕｌａｒ?Ｍｏｕｎｔａｉｎｓ）．的砂卡著ＣＳｋａｒｎ）．發(fā)現(xiàn)。．其命名Ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ??來Ｓ俄羅斯著名地質學家Ｌ．?Ａ．?Ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ的名字Ｐ最開始的鈣鈦礦指的是礦物鈦??酸鈣（ＣａＴｉ０３），后來延伸到了包含具有鈦酸鈣相似晶體結構的化合物。??鈣鈦礦的一般公式是ＡＢＸ３，其中Ａ和Ｂ分別是一價和二價離子，Ｘ是０，??Ｃ，Ｎ或鹵素；且具有與鈦酸鈣相同的立方結構Ｉ到目前為止，得到最廣泛應用?
粗最低來存分子軌遺（Ｌｏｗｅｓｔ?Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ?Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?Ｏｒｂｉｔａｌ，?ＬＵＭＯ）??對鹵素的性質非常敏感。這一性質使得其能級和禁帶寬度可調，并且已被發(fā)現(xiàn)對鈣??鈦礦?ＣＨ３ＮＨ３Ｐｂ（Ｉ３－ｘＢｒｘ）３?特別有效。??＆?ＯＢｒ（ｈ）?－３９?３７５?ｐ??〇ＣＨ３ＮＨ３＋??ＷＭ?〇Ｐｂ２＋?Ｕ?Ｕ?Ｕ??－５．４?－５３?－５．３８??Ｉ?ＣＨ３ＮＨ３Ｐｂｌ３?ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＢｒ３??ＣＨ３ＮＨ３Ｐｂｌ３．ｘＣｌｘ??（ａ）?（ｂ）??圖１－５?（ａ）鈣鈦礦晶體結構；（ｂ）集中常用鈣鈦礦材料能級??１．２．２鈣鈦礦太陽能電池的發(fā)展歷程??太陽能電池效率的發(fā)展歷程見圖１－６。對于鈣鈦礦太陽能電池最皁的研究可以??追溯到２００９年。同樣屬于第三代太陽能電池的染料敏化太陽能電池，可以說其促??成了鈣鈦礦太陽能電池的發(fā)展。染料敏化太陽能電池由幾個主要部分組成：反式母??體導電襯底、商表面積ｎ型半導體（通常是Ｔｉ０２＞、能吸收光的染料（敏化劑）以及含??有氧化還原介質和對電極的電解質。染料通常與ｎ型半導體的表面緊密結合９?２００９??年，Ｋｏｊｉｍａ等人在染料敏化太陽能電池中，用ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＩ３和ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＢｒ３取代??了傳統(tǒng)染料，首次證明了鈣鈦礦在太陽能電池中作為輕氧化還原物質的能力，器件??的光電轉換效率為３．８°／＃。??２０１１年，Ｐａｒｋ等人將鈣鈦礦材料ＣＨ３ＮＨ３Ｐｂｌ３量子點沉積在Ｔｉ０２表面，效率??提升到６．５?％［］。??２０１２年，Ｋｉｍ等人采用了?ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＩ３作為光吸收層和ｓｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ作為空??穴傳輸層，ＰＣＥ達到了?９．７％［
本文編號：2932740
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