本文關(guān)鍵詞：新型鈣鈦礦太陽能電池制備及光電轉(zhuǎn)化性能研究

  更多相關(guān)文章： 鈣鈦礦太陽能電池 CH3NH3PbI3 兩步連續(xù)沉積法 共敏化

【摘要】：鈣鈦礦太陽能電池是一種新型薄膜太陽能電池,相對于傳統(tǒng)的液態(tài)染料敏化太陽能電池而言,其原材料成本低,制備過程能耗低、工藝簡單且電池光電轉(zhuǎn)換效率高,便于封裝,有利于大面積生產(chǎn)。目前,鈣鈦礦太陽能電池在短短6年內(nèi)電池效率提升到已認(rèn)證的21%,向人們展示了其巨大的發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用價(jià)值,為太陽能電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展注入了強(qiáng)大的動(dòng)力。本論文工作主要圍繞鈣鈦礦太陽能電池的工作機(jī)理、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、以及制備工藝優(yōu)化等問題展開研究。同時(shí)前期CuInSe量子點(diǎn)敏化太陽能電池制備與性能表征工作為后期鈣鈦礦太陽能電池的機(jī)理分析與制備工藝技術(shù)的摸索等研究提供了寶貴的知識積累與測試表征經(jīng)驗(yàn)。量子點(diǎn)敏化太陽能電池依然是液態(tài)敏化太陽能電池,相比較而言,全新固態(tài)高效CH_3NH_3PbI_3吸光材料及空穴傳輸材料Spiro-OMeTAD讓鈣鈦礦太陽能電池在效率提升,工藝生產(chǎn)方面有著不可比擬的優(yōu)勢。(1)兩步連續(xù)沉積方法制備了基于CH_3NH_3PbI_3材料的新型鈣鈦礦太陽能電池,PbI2與CH_3NH_3I的反應(yīng)時(shí)間控制對CH_3NH_3PbI_3光電轉(zhuǎn)換層的顆粒尺寸和薄膜形貌以及電池光電轉(zhuǎn)化效率有很大的影響。通過調(diào)節(jié)PbI2與CH_3NH_3I的反應(yīng)時(shí)間對兩步連續(xù)沉積方法制備鈣鈦礦太陽能電池進(jìn)行了初步摸索,并獲得14.5%的轉(zhuǎn)化效率。(2)介孔TiO_2的孔隙結(jié)構(gòu)對鈣鈦礦太陽能電池的短路電流產(chǎn)生很大的作用,為進(jìn)一步提高電池光電轉(zhuǎn)化效率,以及研究TiO_2介孔層對電子的輸運(yùn)機(jī)理,采用TiCl4水溶液對TiO_2介孔層進(jìn)行不同時(shí)間處理,獲得了不同孔隙結(jié)構(gòu)的TiO_2薄膜,并研究了TiO_2介孔層孔隙結(jié)構(gòu)對CH_3NH_3PbI_3薄膜成膜特性以及電子輸運(yùn)性能的影響,進(jìn)一步將電池效率提高至接近15%(3)創(chuàng)新性采用真空連續(xù)澆注法制備了ZnO@CuInSe復(fù)合光陽極材料,并制備了CuInSe量子點(diǎn)與N719染料共敏化染料敏化太陽能電池,并對其光電性能進(jìn)行研究,其電池效率達(dá)到6.66%
【關(guān)鍵詞】：鈣鈦礦太陽能電池 CH3NH3PbI3 兩步連續(xù)沉積法 共敏化
【學(xué)位授予單位】：石家莊鐵道大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-21
• 1.1 引言8
• 1.2 薄膜太陽能電池簡介8-9
• 1.3 鈣鈦礦太陽能電池簡介9-15
• 1.3.1 鈣鈦礦材料的晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)10
• 1.3.2 鈣鈦礦太陽能電池合成制備方法10-11
• 1.3.3 鈣鈦礦太陽能電池的結(jié)構(gòu)以及工作機(jī)理11-13
• 1.3.4 鈣鈦礦太陽能電池的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.4 量子點(diǎn)敏化太陽能電池簡介15-19
• 1.4.1 量子點(diǎn)電池的結(jié)構(gòu)和工作原理15-17
• 1.4.2 量子點(diǎn)電池研究現(xiàn)狀17-19
• 1.5 主要研究內(nèi)容和工作設(shè)想19-21
• 第二章 反應(yīng)時(shí)間控制對鈣鈦礦太陽能電池性能的影響21-32
• 2.1 引言21
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分21-23
• 2.2.1 原料與試劑21
• 2.2.2 鈣鈦礦材料制備21-22
• 2.2.3 鈣鈦礦太陽能電池組裝22
• 2.2.4 時(shí)間分辨瞬態(tài)熒光光譜測試（TRPL）22-23
• 2.2.5 薄膜粗糙度測試23
• 2.2.6 樣品表征測試23
• 2.3 結(jié)果與討論23-31
• 2.3.1 轉(zhuǎn)化時(shí)間控制與鈣鈦礦層顏色變化23-24
• 2.3.2 鈣鈦礦層物相分析及鈣鈦礦層的UV-Vis吸收圖譜24-26
• 2.3.3 鈣鈦礦薄膜SEM表面形貌表征及粗糙度AFM分析26-27
• 2.3.4 鈣鈦礦太陽能電池器件J-V數(shù)據(jù)分析27-29
• 2.3.5 鈣鈦礦太陽能電池器件單色光量子轉(zhuǎn)化效率（IPCE）測試29
• 2.3.6 時(shí)間分辨瞬態(tài)光譜分析（TRPL）分析29-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第三章 介孔TiO_2孔隙結(jié)構(gòu)控制對鈣鈦礦太陽能電池性能的影響32-44
• 3.1 引言32
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分32-33
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論33-42
• 3.3.1 鈣鈦礦太陽能電池器件J-V測試33-35
• 3.3.2 介孔TiO_2表面形貌分析（SEM）及表面粗糙度測試（AFM）35-37
• 3.3.3 鈣鈦礦層表面形貌分析（SEM）及粗糙度分析（AFM）37-38
• 3.3.4 鈣鈦礦層物相（XRD）分析38-39
• 3.3.5 鈣鈦礦層的UV-Vis吸收圖譜39-40
• 3.3.6 電池器件單色光量子轉(zhuǎn)化效率（IPCE）40-41
• 3.3.7 時(shí)間分辨瞬態(tài)光譜分析（TRPL）分析41-42
• 3.4 本章小結(jié)42-44
• 第四章 ZnO@CuInSe/N719量子點(diǎn)共敏化太陽能電池制備和性能研究44-56
• 4.1 引言44
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分44-47
• 4.2.1 原料與試劑44-45
• 4.2.2 材料制備45
• 4.2.3 ZnO@CuInSe/N719量子點(diǎn)共敏化太陽能電池組裝45-47
• 4.2.4 樣品表征和性能測試47
• 4.3 結(jié)果分析與討論47-55
• 4.3.1 ZnO@CuInSe薄膜物相(XRD)表征47-48
• 4.3.2 ZnO@CuInSe復(fù)合粉體XPS分析48-49
• 4.3.3 ZnO@CuInSe復(fù)合粉體透射電鏡(TEM)與表面形貌SEM測試49-51
• 4.3.4 ZnO@CuInSe薄膜UV-VIS吸收光譜分析51-52
• 4.3.5 ZnO@CuInSe復(fù)合粉體氮?dú)馕矫摳角�分析52-53
• 4.3.6 ZnO@CuInSe光陽極染料敏化太陽能電池J-V曲線和IPCE圖譜分析53-55
• 4.4 本章小結(jié)55-56
• 第五章 結(jié)論與展望56-58
• 5.1 結(jié)論56-57
• 5.2 展望57-58
• 參考文獻(xiàn)58-64
• 致謝64-65
• 個(gè)人簡歷、在學(xué)期間研究成果及發(fā)表論文65-67

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王曉莉,姚熹;復(fù)雜組成鈣鈦礦材料中的納米分相[J];西安交通大學(xué)學(xué)報(bào);1995年09期

2 莊志強(qiáng);王蘊(yùn)輝;施紅陽;;鈮鎂酸鉛類鈣鈦礦結(jié)構(gòu)鐵電多晶體的制備技術(shù)[J];華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1992年03期

3 趙旭,栗萍,唐貴德,張變芳,禹日程;Nb摻雜對雙鈣鈦礦化合物居里溫度的影響[J];河北師范大學(xué)學(xué)報(bào);2004年04期

4 李福q，

本文編號：846635