本文關(guān)鍵詞：平板式鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)調(diào)控與性能優(yōu)化

  更多相關(guān)文章： 平板式鈣鈦礦太陽(yáng)能電池 碳電極 還原氧化石墨烯 氧化鋅納米棒 活性層

【摘要】：薄膜太陽(yáng)能電池是目前太陽(yáng)能電池研究的重要方向之一,其一般具有重量輕、材料消耗少、節(jié)省空間和布置成本、利于制備堆積型電池等優(yōu)點(diǎn)。鈣鈦礦太陽(yáng)能電池作為新型薄膜太陽(yáng)能電池,在不到十年的時(shí)間內(nèi),效率從3.81%提高到20.1%,具有優(yōu)異的發(fā)展前景。平板式鈣鈦礦太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于界面優(yōu)化和發(fā)展柔性電池、有利于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),其在鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的研究中越來(lái)越為人們所關(guān)注,也為鈣鈦礦太陽(yáng)能電池未來(lái)的大規(guī)模應(yīng)用提供了可能。本課題結(jié)合平板式鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),主要從碳背電極、光陽(yáng)極、鈣鈦礦活性層三方面進(jìn)行了相關(guān)研究。首先,進(jìn)行了平板式鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的碳電極制備研究。制備了FTO/dense-TiO2/CH3NH3PbIxCl3-x/Carbon體系的平板式鈣鈦礦太陽(yáng)能電池,對(duì)刮涂法和絲網(wǎng)印刷法制備的碳電極進(jìn)行了表征分析,并研究了其對(duì)碳電極成膜以及電池器件性能的影響。另外,通過(guò)控制絲網(wǎng)印刷次數(shù)來(lái)研究碳背電極厚度對(duì)電池性能的影響。其次,研究了不同的平板式鈣鈦礦太陽(yáng)能電池光陽(yáng)極。分別制備和表征了傳統(tǒng)Ti02光陽(yáng)極、摻入還原氧化石墨烯rGO的TiO2光陽(yáng)極,組裝了傳統(tǒng)的FTO\Photo anode\CH3NH3PbIxCl3-x\Spiro-OMeTAD\Ag體系的電池,并分析了rGO摻雜對(duì)電池器件結(jié)構(gòu)和電池性能的影響。通過(guò)在水熱過(guò)程中引入電場(chǎng)輔助生長(zhǎng)及PEI添加劑制備了兩種ZnO納米棒光陽(yáng)極,并對(duì)光陽(yáng)極進(jìn)行了形貌、晶體質(zhì)量及熒光光譜等表征分析,結(jié)合碳背電極進(jìn)行了室溫制備平板式鈣鈦礦太陽(yáng)能電池AZO/ZnO nanorods/CH3NH3PbIxCl3-x/Carbon,并對(duì)電池結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了研究分析。最后,進(jìn)行了平板式鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的鈣鈦礦活性層的制備研究。由于PbX2薄膜對(duì)鈣鈦礦活性層有重要影響,因此首先研究了PbX2旋涂操作中不同的旋涂速度對(duì)PbX2薄膜的影響,并研究了附加氯苯旋涂處理對(duì)PbX2成膜質(zhì)量的影響。然后研究了一步法、分步法、氣相輔助法三個(gè)方案制備的鈣鈦礦活性層薄膜的差異,分別制備了FTO/dense-TiO2/CH3NH3PbIxCl3-x/Carbon結(jié)構(gòu)平板式鈣鈦礦太陽(yáng)能電池。一步法制備的鈣鈦礦活性層連續(xù)性較差,氣相輔助法制備鈣鈦礦活性層成分不均一,二者均會(huì)較大影響電池性能,而分步法制備的鈣鈦礦活性層對(duì)應(yīng)的電池性能則較好,在不使用額外空穴傳輸層及全空氣制備條件下獲得了6.18%的光電轉(zhuǎn)換效率。
【關(guān)鍵詞】：平板式鈣鈦礦太陽(yáng)能電池 碳電極 還原氧化石墨烯 氧化鋅納米棒 活性層
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TM914.4
【目錄】：

• 致謝5-7
• 摘要7-8
• ABSTRACT8-12
• 1 緒論12-21
• 1.1 引言12-14
• 1.2 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的發(fā)展和分類(lèi)14-16
• 1.3 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的工作原理16-18
• 1.4 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的性能參數(shù)18-19
• 1.5 主要研究?jī)?nèi)容和意義19-21
• 2 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器21-24
• 2.1 實(shí)驗(yàn)試劑21-22
• 2.2 實(shí)驗(yàn)材料22
• 2.3 實(shí)驗(yàn)條件22
• 2.4 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備22-24
• 3 平板式鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的碳電極制備研究24-31
• 3.1 引言24-25
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分25-27
• 3.2.1 FTO導(dǎo)電玻璃的預(yù)處理25-26
• 3.2.2 TiO_2光陽(yáng)極的制備26
• 3.2.3 鈣鈦礦活性層的制備26-27
• 3.2.4 空穴傳輸層及電極的制備27
• 3.3 結(jié)果與討論27-30
• 3.4 小結(jié)30-31
• 4 平板式鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的光陽(yáng)極制備研究31-46
• 4.1 引言31
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分31-34
• 4.2.1 FTO、AZO、載玻片的預(yù)處理32-33
• 4.2.2 TiO_2、TiO_2-rGO、ZnO nanorods光陽(yáng)極的制備33
• 4.2.3 鈣鈦礦活性層的制備33-34
• 4.2.4 空穴傳輸層及電極的制備34
• 4.3 結(jié)果與討論34-45
• 4.3.1 TiO_2光陽(yáng)極及TiO_2-rGO復(fù)合光陽(yáng)極的研究34-38
• 4.3.2 ZnO nanorods光陽(yáng)極的研究38-45
• 4.4 小結(jié)45-46
• 5 平板式鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的活性層制備研究46-54
• 5.1 引言46
• 5.2 實(shí)驗(yàn)部分46-47
• 5.2.1 FTO、載玻片的預(yù)處理46
• 5.2.2 TiO_2光陽(yáng)極的制備46
• 5.2.3 鈣鈦礦活性層的制備46-47
• 5.2.4 電極的制備47
• 5.3 結(jié)果與討論47-53
• 5.3.1 PbX_2薄膜層的制備研究47-51
• 5.3.2 CH_3NH_3PbI_xCl_(3-x)鈣鈦礦活性層制備研究51-52
• 5.3.3 不同方法制備CH_3NH_3PHI_xCl_(3-x)鈣鈦礦活性層的電池性能研究52-53
• 5.4 小結(jié)53-54
• 6 結(jié)論54-56
• 6.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)論與存在問(wèn)題54-55
• 6.2 展望55-56
• 參考文獻(xiàn)56-59
• 作者簡(jiǎn)歷及攻讀碩士/博士學(xué)位期間取得的研究成果59-61
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集61

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 馮文,夏正才,袁松柳;錳基鈣鈦礦多層膜中的層間相互作用[J];低溫物理學(xué)報(bào);2004年03期

2 張瑞珠;師素娟;;鈣鈦礦包容核廢物致密化工藝參數(shù)優(yōu)化[J];華北水利水電學(xué)院學(xué)報(bào);2008年03期

3 劉冬梅;李小兵;秦賽;朱明;;雙鈣鈦礦La_2NiMnO_6多晶靶材的制備及結(jié)構(gòu)表征[J];化工時(shí)刊;2013年07期

4 張瑋皓;彭曉晨;馮曉東;;鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的研究進(jìn)展[J];電子元件與材料;2014年08期

5 ;美國(guó)研制出環(huán)保型鈣鈦礦太陽(yáng)能電池[J];中國(guó)電力;2014年06期

6 郭麗玲;王謙;徐圣東;劉韓星;;(C_6H_5C_2H_4NH_3)_2Cu_xSn_(1-x)I_(4-x)層狀類(lèi)鈣鈦礦雜合物的制備與性能[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào);2013年07期

7 郭麗玲;翟曉雪;孫璋;劉韓星;;層狀類(lèi)鈣鈦礦有機(jī)-無(wú)機(jī)雜合物(C_nH_(2n+1)NH_3)_2SnI_4的第一性原理研究[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào);2013年09期

8 亓淑艷;馮靜;郭麗琴;張密林;;鈣鈦礦La_(0.5)Sr_(0.5)Mn_(1-x)Cr_xO_3的制備與磁性研究[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào);2008年01期

9 郭麗玲;李鵬;劉韓星;;層狀類(lèi)鈣鈦礦有機(jī)-無(wú)機(jī)雜合物(C_nH_(2n+1)NH_3)_2MCl_4的溶解性研究[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào);2008年03期

10 ;文摘[J];鈾礦冶;2000年02期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 李云龍;孫偉海;卞祖強(qiáng);黃春輝;;高效的鈣鈦礦平面異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第37分會(huì)：能源納米科學(xué)與技術(shù)[C];2014年

2 孟慶波;李冬梅;羅艷紅;;界面調(diào)控與高效率鈣鈦礦太陽(yáng)能電池[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第25分會(huì)：有機(jī)光伏[C];2014年

3 宋嘉興;姚詩(shī)余;田文晶;;平面異質(zhì)結(jié)低溫溶液處理鈣鈦礦太陽(yáng)能電池[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第25分會(huì)：有機(jī)光伏[C];2014年

4 楊月勇;肖俊彥;羅艷紅;李冬梅;孟慶波;;基于碳電極高效率鈣鈦礦太陽(yáng)能電池[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第30分會(huì)：低維碳材料[C];2014年

5 肖立新;鄭靈靈;馬英壯;王樹(shù)峰;陳志堅(jiān);曲波;龔旗煌;;高效雜化鈣鈦礦光伏器件[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第17分會(huì)：光電功能器件[C];2014年

6 顧卓韋;吳剛;陳紅征;;溶膠-凝膠法制備氧化鋅-鈣鈦礦平面異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)電池[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第25分會(huì)：有機(jī)光伏[C];2014年

7 張秋菊;李白海;陳亮;;Pt摻雜的CaTiO_3的自再生機(jī)理的計(jì)算研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第27屆學(xué)術(shù)年會(huì)第14分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2010年

8 苗君;喬利杰;姜勇;;鈣鈦礦多鐵性氧化物異質(zhì)結(jié)的低疲勞反轉(zhuǎn)、磁電雙弛豫、及缺陷調(diào)控[A];2012中國(guó)功能新材料學(xué)術(shù)論壇暨第三屆全國(guó)電磁材料及器件學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2012年

9 趙永男;孫振;;鋯酸鋇中空微球的摻雜及發(fā)光性能[A];第十二屆固態(tài)化學(xué)與無(wú)機(jī)合成學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2012年

10 劉代俊;徐程浩;;微波對(duì)鈣鈦礦晶體的基本作用[A];第一屆全國(guó)化學(xué)工程與生物化工年會(huì)論文摘要集(上)[C];2004年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 劉霞;鈣鈦礦材料成為高能效“幫手”[N];中國(guó)化工報(bào);2013年

2 常麗君;鈣鈦礦材料實(shí)現(xiàn)電器自充電[N];中國(guó)化工報(bào);2014年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 高皓;染料敏化/鈣鈦礦太陽(yáng)電池中光吸收層的微納結(jié)構(gòu)調(diào)控研究[D];南京大學(xué);2015年

2 陳冰冰;聚合物和鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的界面研究[D];華中科技大學(xué);2015年

3 陳奇;鈣鈦礦半導(dǎo)體中的瞬態(tài)物理過(guò)程研究[D];南京大學(xué);2016年

4 武其亮;鈣鈦礦太陽(yáng)能電池界面層材料及鈣鈦礦層形貌調(diào)控的研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2016年

5 王金鳳;磁性雙鈣鈦礦陶瓷的制備、結(jié)構(gòu)及物性研究[D];南京大學(xué);2014年

6 李毅;介孔鈣鈦礦太陽(yáng)電池及新型氧化物太陽(yáng)電池的研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2015年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王衛(wèi)衛(wèi);聚合物電荷傳輸材料在鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用[D];蘇州大學(xué);2015年

2 代曉艷;TiO_2致密層與鈣鈦礦吸收層的制備及其光伏性能[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

3 董慶順;鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中電荷收集層的研究[D];大連理工大學(xué);2015年

4 馮明巧;熱解ZIF-67在DSCs及鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用[D];大連理工大學(xué);2015年

5 劉舟;基于鈣鈦礦的有機(jī)無(wú)機(jī)雜化太陽(yáng)能電池的制備和性能研究[D];北京化工大學(xué);2015年

6 馬中生;有機(jī)太陽(yáng)能電池和鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中界面緩沖層的研究[D];蘇州大學(xué);2015年

7 朱慧敏;異質(zhì)結(jié)型鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的研究[D];青島科技大學(xué);2015年

8 王玉金;新型鈣鈦礦平面異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池的制備與表征[D];中國(guó)海洋大學(xué);2015年

9 尹偉;基于形貌控制和界面修飾的倒裝平面異質(zhì)結(jié)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的性能研究[D];南京大學(xué);2016年

10 張一帆;鈣鈦礦電致發(fā)光器件的薄膜優(yōu)化研究[D];吉林大學(xué);2016年

，

本文編號(hào)：872757