發(fā)布時(shí)間：2017-11-23 23:16

  本文關(guān)鍵詞：大面積鈣鈦礦太陽能電池的制備與光電特性研究

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【摘要】：作為目前光伏領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),鈣鈦礦太陽能電池(Perovskite Solar Cells, PSCs)是一種基于有機(jī)-無機(jī)鈣鈦礦吸光材料(CH3CH3PbX3)的太陽能器件,其具有制備工藝簡(jiǎn)單、可溶液法制備、能量轉(zhuǎn)化效率高等優(yōu)點(diǎn)。目前,雖然鈣鈦礦太陽能電池的最高能量轉(zhuǎn)化效率已達(dá)到20%,但大多數(shù)性能報(bào)道仍局限于較小的電池器件,在制備成本、穩(wěn)定性及大面積模塊化方面仍存在亟待解決的問題。本論文主要針對(duì)以上問題,設(shè)計(jì)并制備一種低成本高穩(wěn)定性的大面積鈣鈦礦太陽能電池器件,目標(biāo)是為鈣鈦礦太陽能電池的工業(yè)化生產(chǎn)進(jìn)行探索性研究。首先,我們以PSCs大面積制備為目的,針對(duì)PSCs的各功能層的性質(zhì)和特點(diǎn),在PSCs制備過程中引入了浸漬提拉法與絲網(wǎng)印刷法,并分別用于制備電子收集層與碳背電極。結(jié)果表明,絲網(wǎng)印刷制備的多孔TiO2層PSCs獲得了11.16%的能量轉(zhuǎn)化效率,與常規(guī)勻膠旋涂法制備的PSCs接近。此外,添加了PEDOT:PSS的低溫碳漿絲網(wǎng)印刷制備的HTM-free PSCs獲得了4.20%的能量轉(zhuǎn)化效率,且表現(xiàn)出良好的長期穩(wěn)定性。其次,我們初步探索了鈣鈦礦電池的大面積模塊化,設(shè)計(jì)并制備了并聯(lián)、串聯(lián)、串并聯(lián)混合三種模塊構(gòu)型的大面積PSCs器件,器件的活性面積為12.6 cm2-13.6cm2,三種構(gòu)型的PSCs器件分別獲得了4.08%、2.09%以及3.69%的最高能量轉(zhuǎn)化效率。最后,我們采用碳背電極替代貴金屬背電極,制備大面積的HTM-free C-PSCs器件,并考察了其長期穩(wěn)定性。結(jié)果表明,活性面積達(dá)10.8 cm2的串聯(lián)C-PSCs獲得了2.03%的能量轉(zhuǎn)化效率,且在暗態(tài)、未封裝、空氣條件下保存,2500 h后器件仍表現(xiàn)出較好的穩(wěn)定性。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM914.4

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本文編號(hào)：1220191