有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦太陽(yáng)能電池實(shí)驗(yàn)室光電轉(zhuǎn)化效率已達(dá)22%,因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、光電轉(zhuǎn)換效率高、制備成本低等優(yōu)點(diǎn)受到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注,展現(xiàn)出光明的發(fā)展前景。CH₃NH₃PbI₃（MAPbI₃）作為光吸收層是鈣鈦礦電池的核心,因其載流子壽命長(zhǎng)、遷移率高、吸光系數(shù)高等特點(diǎn),受到諸多研究者的青睞。對(duì)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池而言,界面層結(jié)晶性及形貌的控制因與電池的長(zhǎng)期穩(wěn)定性密切相關(guān)而成為目前研究者關(guān)注的一個(gè)熱點(diǎn)。本文主要基于第一性原理,對(duì)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池吸光層材料及其界面進(jìn)行理論計(jì)算,在原子微觀結(jié)構(gòu)層次上研究材料及界面的光電性質(zhì)。從理論上研究了吸收層材料摻雜后光學(xué)帶隙、電學(xué)性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)的變化,吸光層材料兩側(cè)界面處結(jié)合穩(wěn)定性、光電學(xué)性質(zhì)的變化�；谄骷M缺陷態(tài)密度對(duì)鈣鈦礦電池器件光電學(xué)性質(zhì)的影響。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:（1）采用基于密度泛函理論的第一性原理計(jì)算方法,系統(tǒng)研究了不同濃度下Ag摻雜MAPb_1-xAg_xI₃的電學(xué)性質(zhì)和光學(xué)性質(zhì)的變化。... 

【文章來(lái)源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁(yè)數(shù)】：107 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

010-2017年電池系統(tǒng)安裝量[3]

圖 1.2 2010-2017 年累計(jì)電池系統(tǒng)安裝量[3]時(shí)至今日，太陽(yáng)能電池技術(shù)發(fā)展大致經(jīng)歷了三個(gè)階段：第一代太陽(yáng)能電硅和多晶硅為代表，目前其在實(shí)驗(yàn)室的光電轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)分別達(dá)到 25%[4]。是發(fā)展最為完善、應(yīng)用最為廣泛的成熟技術(shù)之一。但由于高純硅造價(jià)高等難題，制約了硅基太陽(yáng)能電池更為廣泛的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用[5]。第二代太陽(yáng)能aAs、CdTe、CuInGaSe 為代表，主要包括非晶硅薄膜電池和多晶硅薄膜電比硅基電池更能容忍較高的缺陷態(tài)密度而得到了迅猛的發(fā)展[6]，但其大規(guī)受制于制造成本高、環(huán)境污染嚴(yán)重、稀缺元素不可持續(xù)發(fā)展等問(wèn)題[7]。第能電池主要指具有高轉(zhuǎn)換效率的一些新概念電池，以染料敏化電池[8]、量以及有機(jī)太陽(yáng)能電池等[9,10]為代表。近年來(lái)，第三代太陽(yáng)能電池，因成本低豐富等優(yōu)勢(shì)受到業(yè)界關(guān)注且發(fā)展迅速[8,11-13]，其在實(shí)驗(yàn)室的光電轉(zhuǎn)換效率超過(guò) 22%[14]。基于這些多元的太陽(yáng)能電池的發(fā)展和效率的提升情況，美國(guó)國(guó)家能源實(shí)幾十年發(fā)展的太陽(yáng)能電池通過(guò)認(rèn)證得到的最高效率進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，得到如圖的效率提升曲線(xiàn)[15]。從圖中可以看出，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能的高效利用，

圖 1.3 太陽(yáng)能電池認(rèn)證的最高效率的統(tǒng)計(jì)圖[15]1.2 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池綜述1.2.1 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)演變從早期階段的探索到如今的發(fā)展過(guò)程中，各種各樣結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池已被廣泛研究，例如基于 TiO2作為骨架層的介孔結(jié)構(gòu)�；� Al2O3為骨架層介觀超結(jié)構(gòu)的異質(zhì)結(jié)型太陽(yáng)能電池。在介孔結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上若去掉空穴傳輸層（ＨTM），或去掉絕緣層，或骨架層，會(huì)得到平面結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池等等�？傮w上來(lái)說(shuō)，鈣鈦礦電池分為介孔結(jié)構(gòu)和平面結(jié)構(gòu)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[2]鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中界面電子結(jié)構(gòu)的研究[D]. 季庚午.中國(guó)科學(xué)院研究生院(上海應(yīng)用物理研究所) 2017
[3]ZnO摻雜及表面吸附的第一性原理研究[D]. 張海峰.北京理工大學(xué) 2015
[4]MnxCe1-xO2催化劑第一性原理研究[D]. 岑望來(lái).浙江大學(xué) 2012
[5]層狀類(lèi)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)有機(jī)—無(wú)機(jī)雜合物電子結(jié)構(gòu)的第一性原理研究[D]. 趙廣輝.武漢理工大學(xué) 2012



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