近年來,新型鈣鈦礦太陽電池取得了快速的發(fā)展,光電轉(zhuǎn)換效率從初始的3.8%迅速提高到了20%以上,與商業(yè)化多年的硅基太陽電池效率相當(dāng)。因此,鈣鈦礦太陽電池被認(rèn)為是最具有商業(yè)化潛力的新型太陽電池之一。在鈣鈦礦太陽電池中,電子傳輸層作為透明電極和鈣鈦礦之間的界面層,具有收集電子,傳輸電子,抑制電子—空穴復(fù)合等作用。故電子傳輸層的性能在一定程度上影響著鈣鈦礦太陽電池的性能。另一方面,在保證光電轉(zhuǎn)換效率的基礎(chǔ)上,降低成本,提高穩(wěn)定性逐漸成為鈣鈦礦太陽電池的發(fā)展方向。在本文中,我們以鈣鈦礦太陽電池為研究對象,重點研究了鈣鈦礦層和電極之間的界面接觸對器件性能的影響。通過對TiO₂電子傳輸層摻雜不同粒徑的TiO₂納米顆粒,研究了粒徑不同對平面結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽電池的性能的影響;另一方面,通過開發(fā)一種低溫碳漿料來制作鈣鈦礦太陽電池的背電極,研究了碳電極與鈣鈦礦層之間的界面接觸問題,從而得到更穩(wěn)定的鈣鈦礦太陽電池。主要內(nèi)容如下:1.具有平面結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦太陽電池以其簡單的器件結(jié)構(gòu)和小的遲滯效應(yīng)而受到人們的青睞。與傳統(tǒng)的介孔結(jié)構(gòu)的器件相比,平面結(jié)構(gòu)器件沒有TiO

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

鈣鈦礦太陽電池結(jié)構(gòu)示意圖

圖 3.1 (a)、（b）、（c）和（d）表示為不含納米顆粒和加入納米顆粒尺寸分別為 25nm、60nm 和 100nm 的 TiO2層的表面形貌，圖中標(biāo)尺為 200nm圖 3.1 分別顯示了不含 TiO2納米顆粒的電子傳輸層和加入不同粒徑 TiO2納米顆粒的電子傳輸層的 SEM 圖。對于圖 3.1（a）中沒有加入納米顆粒的 TiO2層，表面保留了 FTO 層的形態(tài)，TiO2層均勻地覆蓋在 FTO 層的表面[52]。通過往前驅(qū)溶液中加入 25nm TiO2納米顆粒，TiO2層的表面粗糙度增加，如圖 3.1（b）所示。粗糙表面表明了 TiO2層包含了這些納米顆粒。對于摻雜 60nm 的 TiO2層，F(xiàn)TO 層的形態(tài)仍然大部分保留（圖 3.1（c））。然而，摻雜了 100nm 的 TiO2層中出現(xiàn)了大顆粒團簇（圖 3.1（d））。在圖 3.1 中，TiO2層的表面粗糙度隨著納米顆粒尺寸的增加而連續(xù)增加。

圖 3.2 (a)、（b）、（c）和（d）MAPbl3層在不含納米顆粒和加入納米顆粒尺寸分別為 25nm、60nm 和 100nm 的 TiO2層上的表面形貌，圖中標(biāo)尺為 500nm如圖 3.2 所示，在這些不同的 TiO2層上沉積 MAPbI3層后，我們測量了鈣鈦礦層的表面形貌。這些 MAPbI3膜致密無孔，不過 MAPbI3晶粒的尺寸明顯不同。對于沉積在沒有納米顆粒的 TiO2致密層上的 MAPbI3層，MAPbI3顆粒的平均尺寸為約 257nm（圖 3.2（a））。通過將 25nm 納米顆粒加入 TiO2致密層中，MAPbI3晶粒的平均尺寸增加到 311nm（圖 3.2（b））。隨后，分別將 60nm 和 100nm 納米顆粒摻入到 TiO2致密層中，相應(yīng)的 MAPbI3晶粒平均尺寸分別增加到 371nm和 381nm（圖 3.2（c）和 3.2（d））。由此可知，在 TiO2致密層中加入 TiO2納米顆�？梢愿纳� MAPbI3晶粒的生長。


本文編號：3125365