有機(jī)-無機(jī)雜化鈣鈦礦太陽能電池以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制備材料價(jià)格低廉,光電轉(zhuǎn)換效率發(fā)展迅速等一系列優(yōu)點(diǎn)成為了近年熱點(diǎn)。傳統(tǒng)的鈣鈦礦器件的活性層材料主要是甲胺碘基鉛（MAPbI₃）,它是研究最早、發(fā)展和使用最廣泛的活性層材料之一,但由于甲胺碘基鈣鈦礦材料較低的水汽穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性降低了其實(shí)際應(yīng)用的可能性。因此制備光電轉(zhuǎn)換效率高、水汽及熱穩(wěn)定性強(qiáng)的太陽能器件成為了解決其實(shí)際應(yīng)用問題的關(guān)鍵之處。本論文基于鈣鈦礦活性層添加劑工程的開發(fā)研究,提出了以不同烷基鏈修飾的多種銅酞菁作為活性層添加劑,從而對(duì)鈣鈦礦太陽能電池器件性能得到一定程度的提高。結(jié)果表明,銅酞菁添加劑的引入使得鈣鈦礦活性層接觸角增加,提高了鈣鈦礦活性層的水汽穩(wěn)定性,與此同時(shí),銅酞菁的加入也使得活性層的熱穩(wěn)定性有了一定程度的提高,有助于延長(zhǎng)器件的使用壽命。另外,銅酞菁的加入減少了載流子復(fù)合現(xiàn)象的發(fā)生。采用一步旋涂法制備的含銅酞菁添加劑的鈣鈦礦太陽能電池器件其光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了18%,其水汽抵御能力及熱穩(wěn)定性也得到了顯著地提高,在相對(duì)濕度為80%室外環(huán)境中避光存放三周仍保持80%的效率,對(duì)溫度而引起的鈣鈦礦分解產(chǎn)生的效率衰減...

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1目前最高效率太陽能電池能量轉(zhuǎn)換效率折線圖

文-2-過氣相沉積方法成功地制備了光電轉(zhuǎn)換效率為15.4%的鈣鈦礦電池[12]；如圖1-1，目前鈣鈦礦太陽能電池的認(rèn)證效率達(dá)到了24.2%[13]，其發(fā)展速度之快前所未見。圖1-1目前最高效率太陽能電池能量轉(zhuǎn)換效率折線圖[13]評(píng)價(jià)鈣鈦礦太陽能電池性能的兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)是光電....

圖1-2鈣鈦礦太陽能電池器件結(jié)構(gòu)示意圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)理學(xué)碩士學(xué)位論文-3-圖1-2鈣鈦礦太陽能電池器件結(jié)構(gòu)示意圖a)介孔結(jié)構(gòu)；b)正式結(jié)構(gòu)；c)反式結(jié)構(gòu)介孔鈣鈦礦器件結(jié)構(gòu)源自于染料敏化太陽能電池，介孔材料作為鈣鈦礦活性層的骨架，鈣鈦礦活性材料被填充于介孔金屬氧化物的空隙中，常用的介孔材料多為二氧化鈦（....

圖1-3鈣鈦礦電池器件的工作原理圖

高于電子傳輸層的HOMO能級(jí)空穴，因此空穴進(jìn)入空穴傳輸層，當(dāng)器件與外接電路連通后，空穴與電子進(jìn)一步被陰極和陽極收集，從而有光生電流的產(chǎn)生，其工作原理見圖1-3[23]。同時(shí)，活性層中的載流子復(fù)合、由缺陷造成的電子傳輸層及空穴傳輸層的直接接觸引起的載流子復(fù)合、激子湮沒等現(xiàn)象會(huì)對(duì)鈣鈦....

圖1-4一步旋涂法制備鈣鈦礦活性層示意圖

再經(jīng)旋涂（過程中加入劣溶劑）和退火后形成鈣鈦礦。一步旋涂法的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便，節(jié)省時(shí)間。一步法的缺點(diǎn)是制備的薄膜對(duì)成膜條件敏感，易受到退火時(shí)間、退火溫度、手套箱內(nèi)氛圍等影響，圖1-4為一步旋涂法制備鈣鈦礦活性層的示意圖。圖1-4一步旋涂法制備鈣鈦礦活性層示意圖兩步旋涂法制備首先旋....

本文編號(hào)：4030836