基于有機-無機鈣鈦礦材料(organic-inorganic lead halide perovskite)的獨特光電性質(zhì),太陽能電池領(lǐng)域掀起了一波研究的熱潮。鈣鈦礦太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率一路快速攀升,主要是源于鈣鈦礦材料薄膜質(zhì)量的不斷提高和器件各功能層的持續(xù)優(yōu)化,尤其是器件的底層傳輸層(空穴或電子傳輸層)的性能提升。本論文以兩種平面異質(zhì)結(jié)(n-i-p和p-i-n)結(jié)構(gòu)的電池為模型,探索了底層傳輸層的光電特性,并深入研究了底層傳輸層對鈣鈦礦層的影響,包括界面相容性的提升,能級匹配度的增加,載流子復(fù)合的降低以及空穴/電子遷移率的提高,從而獲得光伏性能更佳的鈣鈦礦太陽能電池。具體的研究內(nèi)容和分析結(jié)果概述如下:首先,以鉛化物PbI₂,PbBr₂和PbCl₂和鹵化甲銨MAI,MABr和MACl為原料,使用一步反溶劑旋涂法制備混合鹵素的鈣鈦礦MAPbI_3-aBr_a,MAPbI_3-aCl_a和MAPbBr_3-aCl_...

【文章頁數(shù)】：163 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鈣鈦礦太陽能電池的發(fā)展概述
        1.2.1 太陽能電池分類及特點
        1.2.2 鈣鈦礦太陽能電池的發(fā)展歷程
    1.3 鈣鈦礦材料的概述
        1.3.1 鈣鈦礦材料的晶體結(jié)構(gòu)
        1.3.2 鈣鈦礦材料的光電特性
    1.4 鈣鈦礦材料的單晶
    1.5 鈣鈦礦材料的晶膜
    1.6 鈣鈦礦太陽能電池器件
        1.6.1 鈣鈦礦太陽能電池的結(jié)構(gòu)
        1.6.2 鈣鈦礦太陽能電池的組成
        1.6.3 鈣鈦礦太陽能電池的工作原理
        1.6.4 鈣鈦礦太陽能電池的光伏性能
    1.7 鈣鈦礦太陽能電池的問題與前景
    1.8 本論文的選題依據(jù),研究內(nèi)容,創(chuàng)新點及主要貢獻
第二章 鈣鈦礦晶體薄膜的研究
    2.1 引言
    2.2 實驗藥品及試劑
    2.3 實驗部分
        2.3.1 鈣鈦礦單晶的生長
        2.3.2 鈣鈦礦晶膜的制備
        2.3.3 鈣鈦礦太陽能電池的制備
    2.4 實驗儀器與測試
        2.4.1 實驗儀器
        2.4.2 實驗測試
    2.5 結(jié)果與討論
        2.5.1 鈣鈦礦單晶的性能表征
        2.5.2 鈣鈦礦晶膜的性能表征
        2.5.3 基于鈣鈦礦晶膜的鈣鈦礦太陽能電池性能研究
    2.6 本章小結(jié)
第三章 基于rGO-PEDOT空穴傳輸層的平面鈣鈦礦太陽能電池的研究
    3.1 引言
    3.2 實驗藥品及試劑
    3.3 實驗部分
        3.3.1 rGO的制備
        3.3.2 rGO-PEDOT空穴傳輸層的制備
        3.3.3 電池器件的制備
    3.4 實驗儀器與測試
        3.4.1 實驗儀器
        3.4.2 實驗測試
    3.5 結(jié)果與討論
        3.5.1 rGO的結(jié)構(gòu)表征
        3.5.2 rGO-PEDOT空穴傳輸層的特性表征
        3.5.3 鈣鈦礦薄膜的特性表征
        3.5.4 鈣鈦礦太陽能電池的光伏性能研究
    3.6 本章小結(jié)
第四章 基于sGO-PEDOT空穴傳輸層的平面鈣鈦礦太陽能電池的研究
    4.1 引言
    4.2 實驗藥品及試劑
    4.3 實驗部分
        4.3.1 sGO的制備
        4.3.2 sGO-PEDOT空穴傳輸層的制備
        4.3.3 電池器件的制備
    4.4 實驗儀器與測試
        4.4.1 實驗儀器
        4.4.2 實驗測試
    4.5 結(jié)果與討論
        4.5.1 sGO的結(jié)構(gòu)表征
        4.5.2 sGO-PEDOT空穴傳輸層的特性表征
        4.5.3 鈣鈦礦薄膜的特性表征
        4.5.4 鈣鈦礦太陽能電池的光伏性能研究
    4.6 本章小結(jié)
第五章 基于TiO₂/SnO₂電子傳輸層的平面鈣鈦礦太陽能電池的研究
    5.1 引言
    5.2 實驗藥品及試劑
    5.3 實驗部分
        5.3.1 SnO₂納米顆粒的制備
        5.3.2 TiO₂/SnO₂電子傳輸層的制備
        5.3.3 電池器件的制備
    5.4 實驗儀器與測試
        5.4.1 實驗儀器
        5.4.2 實驗測試
    5.5 結(jié)果與討論
        5.5.1 SnO₂納米顆粒的結(jié)構(gòu)表征
        5.5.2 TiO₂/SnO₂電子傳輸層的特性表征
        5.5.3 鈣鈦礦薄膜的特性表征
        5.5.4 鈣鈦礦太陽能電池的光伏性能研究
    5.6 本章小結(jié)
第六章 基于Y-SrSnO₃電子傳輸層的平面鈣鈦礦太陽能電池的研究
    6.1 引言
    6.2 實驗藥品及試劑
    6.3 實驗部分
        6.3.1 SrSnO₃和Y-SrSnO₃納米顆粒的制備
        6.3.2 SrSnO₃和Y-SrSnO₃電子傳輸層的制備
        6.3.3 電池器件的制備
    6.4 實驗儀器與測試
        6.4.1 實驗儀器
        6.4.2 實驗測試
        6.4.3 理論計算
    6.5 結(jié)果與討論
        6.5.1 SrSnO₃和Y-SrSnO₃納米顆粒結(jié)構(gòu)表征
        6.5.2 SrSnO₃和Y-SrSnO₃晶體結(jié)構(gòu)理論計算
        6.5.3 SrSnO₃和Y-SrSnO₃電子傳輸層的特性表征
        6.5.4 鈣鈦礦薄膜的特性表征
        6.5.5 鈣鈦礦太陽能電池的光伏性能研究
    6.6 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀博士學(xué)位期間取得的成果



本文編號：3810540