本文主要優(yōu)化鈣鈦礦太陽能電池的低溫制備工藝,并在此基礎(chǔ)上制備柔性鈣鈦礦太陽能電池。主要研究內(nèi)容有:優(yōu)化電子傳輸層的SnO₂水溶液和去離子水（H2O）體積比;優(yōu)化鈣鈦礦光吸收層的退火溫度;優(yōu)化鈣鈦礦層鉀離子摻雜濃度;利用優(yōu)化好的低溫工藝制備柔性鈣鈦礦太陽能電池并進(jìn)行分析研究。具體包括以下四個方面:1、本文在第三章研究電子傳輸層的低溫制備工藝對鈣鈦礦薄膜質(zhì)量以及鈣鈦礦太陽能電池器件性能的影響。主要研究內(nèi)容為:改變SnO₂水溶液和去離子水的不同體積比觀察其對鈣鈦礦薄膜質(zhì)量和鈣鈦礦太陽能電池光電轉(zhuǎn)化效率的影響,經(jīng)對比研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)SnO₂溶液與去離子水以1:3的比例制備的鈣鈦礦薄膜致密均勻,鈣鈦礦太陽能電池的器件性能較好,光電轉(zhuǎn)換效率最高可達(dá)到16.43%,開路電壓（Voc）為0.97 V,短路電流密度（Jsc）達(dá)到25.89 m A/cm²,填充因子（FF）為65.57%,并且制備出的器件回滯效應(yīng)較低。2、本文在第四章研究未摻雜時兩步溶液法制備鈣鈦礦層中的PbI₂層的制備工藝和鈣鈦礦層... 

【文章來源】：北京信息科技大學(xué)北京市

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)示意圖

第1章緒論圖1.1鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)示意圖鈣鈦礦太陽能電池的器件結(jié)構(gòu)種類多樣。本文制備的鈣鈦礦器件結(jié)構(gòu)包括常規(guī)結(jié)構(gòu)的低溫鈣鈦礦太陽能電池和柔性鈣鈦礦太陽能電池兩種。常規(guī)太陽能電池的導(dǎo)電基底為Glass/ITO，柔性器件的導(dǎo)電基底為PET/ITO。在電子傳輸層結(jié)構(gòu)中，本文選用器件結(jié)構(gòu)簡單的平面結(jié)構(gòu)，同時平面結(jié)構(gòu)能更好的與柔性鈣鈦礦太陽能電池結(jié)合。電子傳輸層中TiO2和SnO2材料是平面結(jié)構(gòu)中使用頻率最高的材料，本文選用與導(dǎo)電基底和鈣鈦礦層更兼容的SnO2材料作為電子傳輸層[16-17]。鈣鈦礦層的材料為MAPbI3，空穴傳輸層材料為Spiro-OMeTAD溶液，對電極的制備用金電極。圖1.2為常規(guī)的鈣鈦礦太陽能電池的器件結(jié)構(gòu)圖（a）和柔性鈣鈦礦太陽能電池的器件結(jié)構(gòu)圖（b）。（a）（b）圖1.2鈣鈦礦太陽能電池的器件結(jié)構(gòu)圖。（a）常規(guī)鈣鈦礦太陽能電池器件結(jié)構(gòu)圖；（b）柔性鈣鈦礦太陽能電池器件結(jié)構(gòu)圖鈣鈦礦太陽能電池的工作原理是鈣鈦礦層吸收光產(chǎn)生電子-空穴對后分別被導(dǎo)電基底ITO和金電極收集后，再將金電極與ITO相連構(gòu)成閉合電路產(chǎn)生光電流[16]。

第1章緒論制備鈣鈦礦太陽能電池的方法繞過了當(dāng)前電子傳輸層高溫?zé)Y(jié)的技術(shù)障礙，以使鈣鈦礦薄膜有更好的結(jié)晶度，提高鈣鈦礦薄膜質(zhì)量，更好的與柔性鈣鈦礦太陽能電池制備相結(jié)合；另外，將優(yōu)化好的電子傳輸層制備鈣鈦礦層可以得到致密、均勻及覆蓋率高的鈣鈦礦薄膜。低溫制備柔性鈣鈦礦太陽能電池的方法為利用塑料PET/ITO基材或紡織纖維的研究鋪平了道路，在電子器件或智能紡織品的制作方面有廣泛的應(yīng)用前景。在本實驗室現(xiàn)有的條件中，本文主要對鈣鈦礦太陽能電池低溫制備工藝中的電子傳輸層、未摻雜的鈣鈦礦層、不同濃度鉀離子摻雜鈣鈦礦層和柔性器件進(jìn)行了分析研究。本論文主要研究內(nèi)容見圖1.3。圖1.3本論文主要內(nèi)容的研究框架圖具體研究內(nèi)容如下：1、本文在第三章研究了電子傳輸層的低溫制備工藝對鈣鈦礦薄膜形貌和器件性能的影響，主要研究內(nèi)容為：改變SnO2水溶液和去離子水的不同體積比，觀察其對對鈣鈦礦薄膜形貌和器件性能的影響。2、本文在第四章研究未摻雜時兩步溶液法制備鈣鈦礦層的退火溫度對鈣鈦礦薄

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鈣鈦礦太陽能電池中電子傳輸材料的研究進(jìn)展[J]. 丁雄傑,倪露,馬圣博,馬英壯,肖立新,陳志堅.  物理學(xué)報. 2015(03)

碩士論文
[1]有機(jī)—無機(jī)雜化金屬鹵化物鈣鈦礦薄膜的制備與表征[D]. 柯笑晗.北京交通大學(xué) 2016



本文編號：2946781