鈣鈦礦太陽(yáng)能電池自從2009年出現(xiàn)以來(lái),憑借其材料特有的帶隙可調(diào)、光吸收系數(shù)高、載流子擴(kuò)散長(zhǎng)度大等優(yōu)異的光電特性,在太陽(yáng)能電池研究領(lǐng)域引起了極大的關(guān)注。經(jīng)過(guò)短短幾年的發(fā)展,其能量轉(zhuǎn)換效率（power conversion efficiency,PCE）就從最初的3.8%激增到22.1%。同時(shí)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池具有成本低廉、工藝簡(jiǎn)單等特點(diǎn),因此鈣鈦礦太陽(yáng)能電池技術(shù)展現(xiàn)出了巨大的商業(yè)潛力。但是鈣鈦礦太陽(yáng)能電池也存在穩(wěn)定性較差,具有滯回現(xiàn)象等亟待解決的問(wèn)題。本研究針對(duì)以上問(wèn)題,通過(guò)界面修飾、成膜控制、組分工程等研究工作深入分析了鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中載流子輸運(yùn)過(guò)程、成膜動(dòng)力學(xué)以及穩(wěn)定性相關(guān)問(wèn)題,采用低溫工藝制備了具有低滯回效應(yīng)的平面p-i-n結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池,取得了一定的研究成果。本論文的主要結(jié)論和成果如下:（1）提出了基于聚合物電解質(zhì)層PEIE對(duì)平面p-i-n結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池進(jìn)行界面修飾的方法,經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證表明PEIE界面修飾層能顯著提升鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的光電性能。研究表明,利用低極性指數(shù)的溶劑在電子傳輸層PC₆₁BM和金屬電極Ag之間插入8 nm的PEIE界面修飾... 

【文章頁(yè)數(shù)】：123 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號(hào)對(duì)照表
縮略語(yǔ)對(duì)照表
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 太陽(yáng)能電池的基本工作原理、性能指標(biāo)與分類和發(fā)展
        1.2.1 太陽(yáng)能電池的基本工作原理
        1.2.2 太陽(yáng)能電池的基本性能指標(biāo)
        1.2.3 太陽(yáng)能電池的發(fā)展進(jìn)程與分類
    1.3 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的研究狀況
        1.3.1 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的發(fā)展歷程
        1.3.2 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)分類
        1.3.3 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池目前面臨的主要問(wèn)題和挑戰(zhàn)
    1.4 本論文的研究?jī)?nèi)容及各章安排
第二章 鈣鈦礦薄膜生長(zhǎng)方法與測(cè)試表征
    2.1 鈣鈦礦薄膜生長(zhǎng)方法
        2.1.1 溶液法
        2.1.2 氣相淀積法
        2.1.3 鈣鈦礦薄膜的其他制備方法
    2.2 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池特征參數(shù)的提取
        2.2.1 太陽(yáng)能電池I-V曲線擬合過(guò)程
        2.2.2 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池特征參數(shù)的提取過(guò)程
    2.3 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的制備和表征測(cè)試方法
        2.3.1 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的制備相關(guān)設(shè)備
        2.3.2 平面p-i-n結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的典型制備工藝
        2.3.3 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的表征和測(cè)試方法
    2.4 本章小結(jié)
第三章 聚合物電解質(zhì)界面修飾層的研究
    3.1 引言
    3.2 鈣鈦礦薄膜制備以及界面層修飾
        3.2.1 鈣鈦礦薄膜的制備
        3.2.2 聚合物電解質(zhì)PEIE插入層的優(yōu)化與器件制備
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與討論
        3.3.1 器件光電性能分析
        3.3.2 聚合物電解質(zhì)PEIE插入層對(duì)界面能級(jí)的影響
        3.3.3 聚合物電解質(zhì)層PEIE對(duì)器件載流子輸運(yùn)影響
        3.3.4 聚合物電解質(zhì)層PEIE對(duì)器件穩(wěn)定性的影響
    3.4 本章小結(jié)
第四章 混合溶液作為反溶劑對(duì)鈣鈦礦薄膜成膜的研究
    4.1 引言
    4.2 一步法工藝優(yōu)化以及器件制備
        4.2.1 鈣鈦礦薄膜制備
        4.2.2 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池制備
    4.3 混合溶劑作為反溶劑對(duì)鈣鈦礦薄膜質(zhì)量的影響
        4.3.1 反溶劑對(duì)鈣鈦礦薄膜質(zhì)量的影響
        4.3.2 混合溶液作為反溶劑對(duì)鈣鈦礦薄膜形貌和光電特性的影響
    4.4 混合溶液作為反溶劑對(duì)器件光電性能的影響
    4.5 本章小結(jié)
第五章 組分工程在平面p-i-n結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池上應(yīng)用的研究
    5.1 引言
    5.2 混合組分鈣鈦礦太陽(yáng)能電池制備
        5.2.1 混合組分鈣鈦礦薄膜制備
        5.2.2 混合組分鈣鈦礦太陽(yáng)能電池器件制備
    5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析和討論
        5.3.1 退火條件對(duì)MA_(0.7)FA_(0.3)Pb(I_(0.9)Br_(0.1))3鈣鈦礦薄膜的影響
        5.3.2 退火條件對(duì)MA_(0.7)FA_(0.3)Pb(I_(0.9)Br_(0.1))3器件光電特性分析
        5.3.3 MA_(0.7)FA_(0.3)Pb(I_(0.9)Br_(0.1))3鈣鈦礦太陽(yáng)能電池?zé)岱�(wěn)定性研究
    5.4 基于柔性襯底的混合組分鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的研究
        5.4.1 柔性襯底鈣鈦礦太陽(yáng)能電池制備以及光電特性
        5.4.2 柔性器件可靠性研究
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 未來(lái)工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]2030年后世界能源將走向何方?——全球主要能源展望報(bào)告分析[J]. 曹斌,李文濤,杜國(guó)敏,吳浩筠.  國(guó)際石油經(jīng)濟(jì). 2016(11)



本文編號(hào)：3712363