本文研究了CQDs/TiO₂材料及其作為電子傳輸材料在CsPbI₂Br無機(jī)鈣鈦礦太陽能電池中的應(yīng)用。采用煅燒法制備碳量子點(diǎn),水熱法制備CQDs/TiO₂材料。采用旋涂法+退火法在FTO基體上依次制備CQDs/TiO₂薄膜及CsPbI₂Br無機(jī)鈣鈦礦薄膜。將其應(yīng)用于電子傳輸層當(dāng)中。采用XRD、SEM、TEM和紅外光譜等分別對(duì)不同工藝制得產(chǎn)物的微觀形貌、物相成分以及組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,通過紫外可見光分光光譜圖、光致發(fā)光譜等對(duì)材料的光學(xué)性能進(jìn)行表征,并測試器件J-V曲線對(duì)其光伏性能進(jìn)行表征。探究了CQDs/TiO₂材料作為電子傳輸層對(duì)鈣鈦礦太陽能電池光電性能的影響。本文通過一步煅燒法獲得了尺寸均勻的CQDs。采用TiCl₄水解法制得了結(jié)晶性良好、顆粒大小均一的納米TiO₂粉體。并通過水熱反應(yīng),以CQDs及納米TiO₂粉體為原料,通過改變水熱反應(yīng)的溫度、時(shí)間、原料質(zhì)量比等參數(shù),得到形貌可控和具有不同... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

無機(jī)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)示意圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文通過氣相沉積到 PbBr2薄膜上，通過控制氣相沉積參數(shù)，優(yōu)化工藝，得到 6.3%的光電轉(zhuǎn)換效率。除氣相沉積法外，溶液旋涂法也得到了廣泛應(yīng)用。為降低無機(jī) 體 系 鈣 鈦 礦 材 料 退 火 溫 度 ， Ho-Baillie 等[24]進(jìn) 一 步 設(shè) 計(jì) 低 溫 制 備CsPb1-xSrxI2Br ，并通過 Sr2+與 Pb2+的替換，使 Sr2+富集于鈣鈦礦薄膜表面，起到了鈍化作用，將光電轉(zhuǎn)換效率大幅提升至 10.8%。如圖 1-4 所示，金鐘課題組等[25]在空氣中， 通過元素調(diào)控調(diào)節(jié) 帶隙，制備出帶隙 為 1.79eV 的CsPb0.9Sn0.1IBr2材料，對(duì)比 CsPbI3及 CsPbBr 光電轉(zhuǎn)換效率提升到 11.33%。(a)

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文的優(yōu)勢，且考慮兩者之間結(jié)構(gòu)和物理性能的差異，無機(jī)鈣鈦礦體系仍具有相當(dāng)大的潛力。當(dāng)前無機(jī)體系最明顯不足之處在于其光電轉(zhuǎn)換效率無法達(dá)到有機(jī)-無機(jī)雜化鈣鈦礦太陽能電池目前水平。雖然無機(jī)體系較為穩(wěn)定，但其建立制得的鈣鈦礦物相能夠穩(wěn)定在 α 相且具有較好結(jié)晶度的前提下。因此，優(yōu)化制備工高光電轉(zhuǎn)換效率的電池器件，通過嚴(yán)格控制鈣鈦礦薄膜的生長過程和生長氣氛，制備得到了高結(jié)晶且穩(wěn)定性好的 CsPbI3薄膜，得到器件光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到15.7%，并且在連續(xù)光照 500 小時(shí)，光電轉(zhuǎn)換效率仍能保持較高水平[20]。(b)(a)


本文編號(hào)：3407826