近年來,以有機(jī)無機(jī)雜化鉛鹵鈣鈦礦為光吸收材料的太陽能電池成為光伏技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。目前,雜化鉛鹵鈣鈦礦太陽能電池光電轉(zhuǎn)化效率已經(jīng)超過25%,媲美晶體硅太陽能電池技術(shù)。然而該電池含重金屬鉛,其潛在的危害勢必成為未來運(yùn)用的重要挑戰(zhàn)。元素錫與鉛屬同主族,具有相似的物化性質(zhì)且無毒害。更重要的是,錫基鈣鈦礦材料兼具光吸收范圍寬、載流子遷移率高等優(yōu)勢,成為近年來有希望發(fā)展的高效綠色能源材料之一。目前,錫基鈣鈦礦太陽能電池面臨的主要問題是該材料體系中Sn²⁺易氧化成Sn⁴⁺,嚴(yán)重阻礙了其光伏器件穩(wěn)定性與效率的提升。針對上述問題,本論文緊跟國際前沿發(fā)展,從二維三維混合結(jié)構(gòu)更有利于提升穩(wěn)定性的角度,深入探究了不同有機(jī)間隔陽離子在提升錫基鈣鈦礦薄膜結(jié)晶質(zhì)量及穩(wěn)定性上的重要作用,并聚焦有機(jī)間隔陽離子對維度調(diào)控、晶相分布、晶體生長取向影響的內(nèi)在機(jī)制,建立了有機(jī)間隔陽離子與晶體取向生長的關(guān)聯(lián)關(guān)系,揭示了有機(jī)間隔陽離子在錫基鈣鈦礦太陽電池的穩(wěn)定性與電荷輸運(yùn)路徑中發(fā)揮的重要作用,為設(shè)計高效穩(wěn)定的錫基鈣鈦礦太陽電池提供了有價值的參考。本論文的主要研究內(nèi)容如下:二維Rudd... 

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究的背景及意義
    1.2 鈣鈦礦太陽能電池概述
        1.2.1 鈣鈦礦材料的晶體結(jié)構(gòu)
        1.2.2 鈣鈦礦材料的優(yōu)異光電性質(zhì)
        1.2.3 鈣鈦礦太陽能電池的起源與發(fā)展
        1.2.4 鈣鈦礦太陽能電池的分類
    1.3 錫基鈣鈦礦太陽能電池概述
        1.3.1 錫基鈣鈦礦太陽能電池簡介
        1.3.2 限制錫基鈣鈦礦太陽能電池效率與穩(wěn)定性的主要原因
        1.3.3 國內(nèi)外關(guān)于錫基鈣鈦礦太陽能電池穩(wěn)定性的研究現(xiàn)狀
    1.4 選題依據(jù)、主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)
        1.4.1 選題依據(jù)
        1.4.2 主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 實驗藥品、儀器及實驗測試方法
    2.1 實驗藥品及實驗儀器
    2.2 鈣鈦礦材料表征
        2.2.1 X射線衍射儀(XRD)
        2.2.2 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.2.3 能譜儀(EDS)
        2.2.4 紫外可見吸收光譜(UV-Vis)
        2.2.5 光致發(fā)光光譜(PL)
        2.2.6 X射線光電子能譜(XPS)
        2.2.7 紫外光電子能譜(UPS)
        2.2.8 掠入射廣角X射線散射(GIWAXS)
    2.3 鈣鈦礦太陽能電池的器件性能表征
        2.3.1 器件的電流密度-電壓曲線
        2.3.2 器件的開路電壓隨光強(qiáng)變化曲線
        2.3.3 器件的暗態(tài)電流密度-電壓曲線
第三章 二維三維混合錫基鈣鈦礦太陽能電池制備和穩(wěn)定性研究
    3.1 引言
    3.2 實驗流程
        3.2.1 透明導(dǎo)電玻璃FTO的切割與清洗
        3.2.2 電子傳輸層二氧化鈦的制備
        3.2.3 鈣鈦礦光吸收層的制備
        3.2.4 空穴傳輸層的制備
        3.2.5 電極的制備
        3.2.6 鈣鈦礦材料及電池器件性能的表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 工藝流程分析
        3.3.2 二維三維混合鉛錫鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)及微觀形貌
        3.3.3 二維三維混合錫基鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)及器件性能
    3.4 本章小結(jié)
第四章 烷基鏈長對二維三維混合錫基鈣鈦礦太陽能電池光伏性能及其穩(wěn)定性的影響
    4.1 引言
    4.2 實驗流程
        4.2.1 電池器件制備流程
        4.2.2 鈣鈦礦材料及電池器件性能的表征
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 烷基鏈長對錫基鈣鈦礦薄膜的微觀形貌影響
        4.3.2 烷基鏈長對錫基鈣鈦礦薄膜的晶體取向及相分布的影響
        4.3.3 烷基鏈長對錫基鈣鈦礦薄膜的穩(wěn)定性及能級結(jié)構(gòu)影響
        4.3.4 烷基鏈長對錫基鈣鈦礦太陽能電池光伏性能的影響
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果



本文編號：3711949