發(fā)布時間：2021-09-24 16:12

　　有機-無機雜化鈣鈦礦材料因其加工簡單、組分豐富、帶隙可調、具有高吸光系數(shù)和電荷遷移率以及雙極性傳輸特性等優(yōu)點,近年來已成為國際新能源領域的研究熱點。但是,以鈣鈦礦材料為吸光層的鈣鈦礦太陽能電池仍然存在一些亟待解決的關鍵技術問題。深入研究鈣鈦礦光吸收層材料和載流子傳輸層材料的微結構與光吸收性能、載流子傳輸規(guī)律,譬如如何提高電荷傳輸性能,如何提高器件再現(xiàn)性并減少磁滯現(xiàn)象,如何增強器件的穩(wěn)定性等等,對獲得高效率與穩(wěn)定性好的鈣鈦礦太陽能電池至關重要。針對這些問題,本文通過優(yōu)化設計鈣鈦礦的化學組分和微觀結構、選用不同種類和形貌的n型半導體材料,設計合理的鈣鈦礦太陽能電池的結構和界面,改善鈣鈦礦太陽能電池的光吸收能力、光電轉換效率,深入研究電子-空穴的分離、傳輸與光電轉換的物理規(guī)律和模型。本文的主要研究內容如下:（1）制備了三維分級Ti02-CdS-RGO復合材料作為甲脒鉛碘鈣鈦礦太陽能電池的電子傳輸層。與單一 TiO2和二元復合物相比,Ti02-CdS-RGO具有更強的熒光淬滅能力、更低的光生電子-空穴復合率和更優(yōu)異的電子傳輸能力�；赥i02-CdS-RGO器件的短路電流密度JsC和光電轉換效... 

【文章來源】：山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：161 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－３鈣鈦礦太陽能電池器件的起源和演變ｐ２１

?山東大學博士學位論文???“封蓋”制備在電子傳輸層上層，最后沉積空穴傳輸／選擇層和蒸發(fā)金屬（Ａｕ或??Ａｇ）對電極用來收集電荷。ＰＳＣｓ的基本結構和工作原理如圖１－７所示。當入射??光由ＴＣＯ?—側照進鈣鈦礦太陽能電池后，鈣鈦礦吸收入射光能量，被激發(fā)產(chǎn)生??光生電子（ｅ〇和空穴（ｈ＋）。其中ｅ＿擴散至ＥＴＬ／ＰＶＳＫ的界面處，注入ＥＴＬ的導帶??（ＣＢ）中，然后被ＦＩＸ）電極收集后，經(jīng)由外電路回到電池對電極。而ｈ＋在擴散??至ＰＶＳＫ／ＨＴＭ界面后，經(jīng)由ＨＯＭＯ?（最高未占軌道）位置高于鈣鈦礦的空穴傳??輸材料傳輸至對電極，形成一個完整回路。鈣鈦礦電池的工作過程大致可以概括??為以下幾步：（１）鈣鈦礦光激發(fā)，（２）電子轉移到ＥＴＬ，（３）空穴轉移到ＨＴＭ??（或等價地，從ＨＴＭ到鈣鈦礦的電子轉移），（４）非理想的光生載流子復合，（５，??６）在ＥＴＬ和ＨＴＭ與鈣鈦礦之間以及（７）在ＥＴＬ與ＨＴＭ之間的反向電荷轉??移。為了獲得高性能，步驟（４）?－?（７）必須比電荷產(chǎn)生和提取步驟（１）?－?（３）??的速度慢得多｜３６，３７］。??

盡管鈣鈦礦太陽能電池的ＰＣＥ已經(jīng)接近于單晶硅太陽能電池，但是這類太??陽能電池在商業(yè)化之前仍然面臨許多重大挑戰(zhàn)。一個挑戰(zhàn)是其不穩(wěn)定性，包括外??在和內在的不穩(wěn)定性，這里涉及環(huán)境因素和測試因素等多方面（圖１－８）。測試鈣??鈦礦太陽能電池效率的電流電壓曲線Ｕ－Ｖ曲線）存在磁滯現(xiàn)象［６３，Ｍ］，這種瞬態(tài)??現(xiàn)象６６］使得電池效率數(shù)值的提取依賴于掃描測試參數(shù)和條件。對于此現(xiàn)象研??７??

【參考文獻】：
博士論文
[1]鈣鈦礦太陽能電池界面層材料及鈣鈦礦層形貌調控的研究[D]. 武其亮.中國科學技術大學 2016
[2]鈣鈦礦太陽能電池關鍵組成材料的制備與性能研究[D]. 蔡冰.大連理工大學 2016
[3]有機—無機雜化鈣鈦礦的光學特性研究[D]. 孔偉光.浙江大學 2016
[4]基于聚合物及有機金屬鹵化物鈣鈦礦新型太陽能電池的界面材料制備及性能調控[D]. 吳仲偉.蘇州大學 2016
[5]鈣鈦礦太陽能電池工作機理、回滯、降解研究[D]. 徐曉寶.華中科技大學 2015



本文編號：3408054