本文關鍵詞：鈣鈦礦太陽能電池二氧化鈦致密層與復合多孔層的制備及性能研究

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【摘要】：鈣鈦礦太陽能電池(PSC)是近年來新型太陽能電池開發(fā)的重要研究成果。與現(xiàn)有的其他第三代太陽能電池技術相比,它具有結構簡單、制備成本低,以及優(yōu)異的雙極性載流子輸運能力等多方面的優(yōu)勢,已經(jīng)引起科學家們的廣泛關注。現(xiàn)今對鈣鈦礦太陽電池研究的熱點,主要集中在作為光子收集材料的CH3NH3PbI3(MAPbI3)及類似有機鹵化物的合成、改性以及結晶成膜性研究。然而,作為傳統(tǒng)光陽極材料的TiO_2,在這種新型電池中依然得到了廣泛應用。TiO_2在電池中起到抑制發(fā)生在FTO導電玻璃界面的電子復合、提供電子傳輸通道的重要作用。因此,調控TiO_2致密/多孔層結構,改善其與MAPbI3的層間接觸是提高鈣鈦礦太陽電池光電轉換效率的有效途徑。本文對鈣鈦礦電池的TiO_2致密/多孔層的主要研究內(nèi)容及結果如下:1.在C4H11NO2作為反應抑制劑和用乙醇按1:1體積比的溶膠稀釋濃度,旋涂轉速5000 r/min,旋涂1次的工藝下制得TiO_2致密層,在此基礎上制備的鈣鈦礦電池得到了9.34%的最佳轉化效率。2.對于TiO_2多孔層,采用ZrO2納米顆粒對其進行修飾,并加入聚乙二醇-400作為混合漿料的分散劑。在摻入ZrO2與TiO_2質量分數(shù)比為2.5%的ZrO_2納米顆粒,獲得了最高轉化效率為11.4%的鈣鈦礦太陽能電池。3.探索了運用不同抑制原理的抑制劑并控制它們所制備溶膠的稀釋濃度、旋涂工藝參數(shù)調控等方法,獲得基于FTO基底的、成膜效果良好的TiO_2致密層薄膜,從而有效抑制電子-空穴在FTO表層的復合,進一步優(yōu)化鈣鈦礦太陽能電池的性能。4.利用ZrO_2惰性顆粒覆蓋致密層表面可能存在的缺陷或孔洞,并探索了制備該混合漿料在分散劑作用下的最佳配比,獲得了界面接觸更好,電子傳輸損耗更小的優(yōu)良電子傳輸層結構。本實驗制備出的新型復合光陽極結構,為豐富太陽能電池光陽極結構多樣性、提高太陽能電池效率提供了一種新的思路。
【關鍵詞】：鈣鈦礦太陽能電池 光陽極 TiO_2 ZrO_2
【學位授予單位】：中國礦業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM914.4
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-16
• 變量注釋表16-17
• 1 緒論17-31
• 1.1 引言17-18
• 1.2 薄膜太陽能電池的分類18-22
• 1.3 鈣鈦礦太陽能電池的特點與發(fā)展22-24
• 1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀24-28
• 1.5 本文的研究目的與內(nèi)容28-31
• 2 實驗材料、設備與表征方法31-35
• 2.1 實驗材料與儀器31-32
• 2.2 材料表征方法32-34
• 2.3 本章小結34-35
• 3 不同抑制劑制備TiO_2致密層的工藝研究及性能表征35-46
• 3.1 引言35-36
• 3.2 TiO_2致密層及鈣鈦礦太陽能電池的制備36-39
• 3.3 TiO_2致密層及鈣鈦礦太陽能電池的表征39-45
• 3.4 本章小結45-46
• 4 溶膠濃度以及旋涂工藝對制備TiO_2致密層的影響研究46-59
• 4.1 引言46-47
• 4.2 基于調控溶膠濃度和旋涂參數(shù)的TiO_2致密層及鈣鈦礦太陽能電池的制備..3147-49
• 4.3 基于調控溶膠濃度和旋涂參數(shù)的TiO_2致密層及鈣鈦礦太陽能電池的表征49-58
• 4.4 本章小結58-59
• 5 ZrO2-TiO_2復合多孔層的制備及性能表征59-73
• 5.1 引言59-61
• 5.2 ZrO_2-TiO_2復合多孔層及鈣鈦礦電池的制備61-62
• 5.3 ZrO_2-TiO_2復合多孔層及鈣鈦礦電池的表征62-72
• 5.4 本章小結72-73
• 6 結論73-75
• 參考文獻75-83
• 作者簡歷83-85
• 學位論文數(shù)據(jù)集85

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本文編號：647711