太陽能作為清潔可再生能源的一種,為人類所面臨日益嚴峻的能源危機和環(huán)境污染問題的解決賦予了新的希望,太陽能電池技術的開發(fā)更是當今時代發(fā)展趨勢之一,而其中以鈣鈦礦為代表的第三代新概念太陽能電池的出現(xiàn)則為光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來了新的契機。有機-無機雜化鈣鈦礦材料自2009年首次應用于太陽能電池開始,短短幾年其光電轉化效率得到飛速發(fā)展,極有可能替代傳統(tǒng)硅電池,而碳對電極的引入亦簡化了生產(chǎn)工藝、降低了制備成本,進一步推動了鈣鈦礦太陽能電池的市場化發(fā)展進程。然而,真正意義上實現(xiàn)鈣鈦礦電池的大規(guī)模應用仍有許多問題亟待解決,如穩(wěn)定性較差、生產(chǎn)成本較高、柔性基底應用等。本論文主要以低溫碳電極鈣鈦礦太陽能電池為研究對象,開展其制備、封裝與集成研究,取得成果如下:（1）提出一種可直接印刷在鈣鈦礦薄膜上的低溫導電碳漿配方,應用于無空穴傳輸層鈣鈦礦太陽能電池碳對電極的制備。通過調(diào)控碳電極組分,實現(xiàn)鈣鈦礦電池性能優(yōu)化,驗證了電池優(yōu)異的穩(wěn)定性,為低成本、高效率、柔性鈣鈦礦太陽能電池的研制奠定了基礎。接著,引入CuPc作為空穴傳輸層,提出基于CuPc的無機碳電極鈣鈦礦太陽能電池制備方法,測試表明,CuPc空穴傳輸層能有效... 

【文章來源】：華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：博士

【部分圖文】：

全球煤炭、可再生能源、水電、核能、天然氣的(a)全球消費量以及(b)世界一次能源消費占比

華 中 科 技 大 學 博 士 學 位 論 文只占了全球儲備量的 1.1%（25 億噸），排名遠在世界第 14 位，人均擁于世界平均水平。另一方面，我國石油資源的儲產(chǎn)比（剩余可采儲量比）也只有 11.9 年，遠小于世界平均 52.5 年的儲產(chǎn)比，很難保持穩(wěn)產(chǎn)油氣行業(yè)發(fā)展報告》顯示，2016 年我國原油凈進口量約為 3.76 億噸，達 65.5%，2020 年前可能超過 70%。這一發(fā)展趨勢對中國的能源安全脅。21 世紀末期，天然氣資源也將瀕臨枯竭，人類所面臨的能源危機。并且，人類對化石燃料的過度依賴將會導致溫室氣體的大量釋放，表溫度逐年升高，引發(fā)氣候異常，破壞生態(tài)平衡，造成酸雨、霧霾等圖 1-2。2015 年，原央視主持人柴靜推出的空氣污染深度調(diào)查《穹頂之國人民的廣泛關注，調(diào)查中所描述環(huán)境污染的個中細節(jié)讓人觸目驚心的能源需求和環(huán)境污染的雙重壓力下，人們亟需一場能源革命，政府極調(diào)整經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)結構，摒棄先污染后治理的發(fā)展觀念，走可持續(xù)發(fā)展力研發(fā)綠色無污染的可再生替代能源。

聚焦于核能的“剩余風險”上，即不管采取什么樣的保護措施，使用核能都存在著人類不可操控的風險。風能、水能、生物質(zhì)能、光伏等清潔可再生能源在各國政府的大力開發(fā)下，得到迅猛發(fā)展，如圖1-3 所示。例如我國的三峽水電站是世界上規(guī)模最大的水電站，年累計發(fā)電接近 1000 億千瓦時，相當于減少 4900 多萬噸原煤消耗，減少近一億噸二氧化碳排放。但風能、水能的開發(fā)往往會受到地域的限制，且跨地域的長距離輸電也增加了成本。太陽能的開發(fā)卻沒有這樣的短板。太陽能來自太陽源源不斷的電磁輻射，太陽光在進入地球的過程中，大約有 30%的能量發(fā)射入太空，其余則被云層、陸地和海洋吸收。經(jīng)計算

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3584102