本文關鍵詞：在二氧化鈦多孔層制造人工孔從而獲得高效鈣鈦礦太陽能電池，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《吉林大學》 2015年

在二氧化鈦多孔層制造人工孔從而獲得高效鈣鈦礦太陽能電池

馬佳慧  

【摘要】：基于有機-無機雜化鈣鈦礦材料（CH3NH3PbX3,X=I,Br,Cl)制備的太陽能電池，因其較高的光吸收系數(shù)，較高的光電轉換效率以及較低的成本得到了廣泛的關注。其中介孔鈣鈦礦太陽能電池是最常規(guī)的鈣鈦礦太陽能電池，發(fā)展最早，可達到的光電轉換效率較為理想，成為光伏發(fā)電領域的希望之星。研究發(fā)現(xiàn)，，對于介孔鈣鈦礦太陽能電池而言，介孔層擔負著極其重要的作用，它不僅是電子傳輸層，更是染料的支撐框架。多孔層的孔隙可以引導鈣鈦礦的晶粒生長，從而影響鈣鈦礦的結晶性和形貌。本研究的目的就是增大多孔層孔的尺寸及數(shù)量，提高鈣鈦礦的覆蓋率，增大鈣鈦礦的晶粒尺寸，從而加強載流子的擴散，減少載流子的復合，最終增大短路電流密度，獲得較高的效率。 本論文采用的新穎方法是在TiO2多孔層旋涂溶液中加入碳納米管，納米石墨以及乙炔黑三種碳材料，經過高溫燒結除去碳材料，在電子傳輸層制造更多的人工孔，從而獲得高效的鈣鈦礦太陽能電池。研究結果如下： 1、通過一系列的實驗，優(yōu)化了加入碳材料的量，多孔層的厚度以及空穴傳輸材料的選取。我們將實驗中加入三種碳材料的量定為TiO2的10wt%，將TiO2漿料與EtOH的質量比設定為1：3，同時選用OMeTAD作為實驗的空穴傳輸材料。這樣的實驗結果不僅確定了核心實驗的實驗條件，也為鈣鈦礦太陽能電池的相關研究提供一定的參考依據。 2、對比三種碳材料在造孔性上的差別，發(fā)現(xiàn)乙炔黑要優(yōu)于納米石墨和碳納米管。掃描電子顯微鏡照片顯示出四種不同孔隙結構的鈣鈦礦薄膜的晶粒尺寸和覆蓋率也不相同。這說明TiO2層孔隙結構很大程度上影響著鈣鈦礦薄膜的形貌和結晶性。在未添加碳材料，添加碳納米管、添加納米石墨、添加乙炔黑的介孔層上分別制備器件,四種器件的光電流衰減時間分別為0.102ms、0.098ms、0.037ms、0.027ms，光電壓衰減時間分別為1.36ms、1.85ms、2.71ms、5.29ms。測試結果說明造孔后載流子的擴散增強，同時電子空穴的復合下降。器件的短路電流密度分別為11.5mA/cm2、13.6mA/cm2、14.4mA/cm2和16.6mA/cm2。光電轉換效率由最初的7.91%分別提升至9.35%、9.98%和11.6%，效果顯著。 這一研究工作說明了介孔層孔結構的重要性，同時也提供了一種方法來控制孔的結構，提高鈣鈦礦的覆蓋率，改變二氧化鈦和鈣鈦礦膜的形貌，從而提高器件的光電轉換效率。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM914.4
【目錄】：

下載全文 更多同類文獻

CAJ全文下載

(如何獲取全文？ 歡迎：購買知網充值卡、在線充值、在線咨詢)

CAJViewer閱讀器支持CAJ、PDF文件格式

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據庫 前6條

1 王瓊;陳紅軍;劉崗;王連洲;;新型固態(tài)太陽能電池中對有機-無機鈣鈦礦材料的調控(英文)[J];Science Bulletin;2015年04期

2 朱立峰;石將建;李冬梅;孟慶波;;多孔TiO_2層厚度對鈣鈦礦太陽能電池性能的影響[J];化學學報;2015年03期

3 夏祥;劉喜哲;;CH_3NH_3I在制備CH_3NH_3PbI_(3-x)Cl_x鈣鈦礦太陽能電池中的作用[J];物理學報;2015年03期

4 王棟;朱慧敏;周忠敏;王在偉;呂思劉;逄淑平;崔光磊;;溶劑對鈣鈦礦薄膜形貌和結晶性的影響研究[J];物理學報;2015年03期

5 楊旭東;陳漢;畢恩兵;韓禮元;;高效率鈣鈦礦太陽電池發(fā)展中的關鍵問題[J];物理學報;2015年03期

6 丁雄傑;倪露;馬圣博;馬英壯;肖立新;陳志堅;;鈣鈦礦太陽能電池中電子傳輸材料的研究進展[J];物理學報;2015年03期

【共引文獻】

中國期刊全文數(shù)據庫 前10條

1 苑嗣純;葛興;趙建莊;;有機光電材料與有機光電器件[J];北京農學院學報;2010年03期

2 劉玉華;秦丕錫;潘杰;;新型納米光催化薄膜的結構設計與應用研究[J];山東陶瓷;2005年05期

3 郝三存,吳季懷,黃昀昉,范樂慶;染料敏化納米晶TiO_2太陽能電池研究進展[J];材料導報;2003年07期

4 程萍;金燕蘋;顧明元;;可見光響應型二氧化鈦光催化劑研究進展[J];材料導報;2004年07期

5 陳宏;張木;李晨曦;;納米TiO_2的制備研究進展[J];材料導報;2008年S2期

6 武麗慧;張永哲;韓立中;康翠萍;趙建果;謝二慶;;納米二氧化鈦的制備及其在太陽能電池中的應用[J];材料導報;2008年S2期

7 付文;王麗;黃軍左;;可見光誘導TiO_2光催化及其機理研究進展[J];材料導報;2011年S2期

8 鄧姝皓;劉丹;王之順;熊依林;李洪飛;;塑料太陽能電池的研究現(xiàn)狀與進展[J];材料開發(fā)與應用;2008年04期

9 鞠春華;王福平;;陶砂載Fe_2O_3-TiO_2的制備及光催化性能研究[J];低溫建筑技術;2009年01期

10 王玉蘭,黃宇,周麗萍,李紅;液結太陽能電池敏化劑研究進展[J];電源技術;2005年06期

中國重要會議論文全文數(shù)據庫 前1條

1 薛啟帆;胡志誠;孫辰;陳梓銘;黃飛;葉軒立;曹鏞;;鈣鈦礦/聚合物(添加劑)復合薄膜的平面異質結雜化太陽電池[A];中國化學會第29屆學術年會摘要集——第25分會：有機光伏[C];2014年

中國博士學位論文全文數(shù)據庫 前10條

1 于曉慧;金屬摻雜TiO_2和ZnO的第一性原理研究[D];江蘇大學;2010年

2 邱滔;全氟烷基金屬酞菁衍生物的合成及應用[D];華東理工大學;2011年

3 鄧丹;窄帶隙共軛聚合物的制備與光伏性能研究[D];浙江大學;2010年

4 張芬;TiO_2基納米管的制備、改性及性能研究[D];中國海洋大學;2011年

5 董祥;純鈦水熱法制備低維納米結構TiO_2及其光電化學性能研究[D];南京航空航天大學;2009年

6 倪勇;ZnO棒晶陣列的溶液生長與CuSCN空穴傳輸層和CuInS_2光吸收層薄膜的電沉積[D];天津大學;2010年

7 康翠萍;陽極氧化法制備TiO_2納米管及其在染料敏化太陽能電池和光催化中應用[D];蘭州大學;2011年

8 朱超;抗近紅外/紫外輻射薄膜的研究[D];華中科技大學;2005年

9 楊立榮;納米ZnO多孔薄膜的濕化學法制備研究[D];天津大學;2005年

10 劉志鋒;ZnO有序多孔薄膜的模板組裝及電極性能[D];天津大學;2006年

中國碩士學位論文全文數(shù)據庫 前10條

1 杜昆鵬;兩種含聯(lián)吡啶配體單體的合成及其聚合反應嘗試[D];鄭州大學;2010年

2 肖麗芬;含8-羥基喹啉的聚合金屬配合物的合成及其光伏性能[D];湘潭大學;2010年

3 劉源;含8-羥基喹啉/苯并咪唑聚合金屬配合物的合成及光伏性能研究[D];湘潭大學;2010年

4 馮小明;染料敏化太陽能電池光陽極和對電極的研究[D];湘潭大學;2010年

5 田宗芳;含3，4-乙烯二氧噻吩共軛聚合物與三苯胺基染料的合成及光伏性能研究[D];湘潭大學;2010年

6 李方馨;有機小分子太陽電池陰極修飾的研究[D];江南大學;2010年

7 孟慶蕾;提高有機太陽電池中空穴輸出效率方法的研究[D];江南大學;2010年

8 陳健;基于苯并雙噻吩和芳香酰亞胺共軛聚合物的合成與性能[D];浙江大學;2010年

9 韓桂芝;基于新活性材料的有機聚合物太陽能電池的研究[D];北京交通大學;2011年

10 張路寧;聚合物/ZnO雜化太陽能電池的制備[D];北京交通大學;2011年

【二級參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據庫 前4條

1 Wen-Hua Zhang;Bing Cai;;Organolead halide perovskites:a family of promising semiconductor materials for solar cells[J];Chinese Science Bulletin;2014年18期

2 於黃忠;;有機共混結構疊層太陽電池的研究進展[J];物理學報;2013年02期

3 韓安軍;孫云;李志國;李博研;何靜靖;張毅;劉瑋;;低溫超薄高效Cu(In,Ga)Se_2太陽電池的實現(xiàn)[J];物理學報;2013年04期

4 王利;張曉丹;楊旭;魏長春;張德坤;王廣才;孫建;趙穎;;非晶硅太陽電池BZO/p-a-SiC:H接觸特性改善的研究[J];物理學報;2013年05期

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據庫 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];低溫物理學報;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];華北水利水電學院學報;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構表征[J];化工時刊;2013年07期

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

5 ;美國研制出環(huán)保型鈣鈦礦太陽能電池[J];中國電力;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)層狀類鈣鈦礦雜合物的制備與性能[J];武漢理工大學學報;2013年07期

7 郭麗玲;翟曉雪;孫璋;劉韓星;;層狀類鈣鈦礦有機-無機雜合物(C_nH_(2n+1)NH_3)_2SnI_4的第一性原理研究[J];武漢理工大學學報;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];武漢理工大學學報;2008年01期

9 郭麗玲;李鵬;劉韓星;;層狀類鈣鈦礦有機-無機雜合物(C_nH_(2n+1)NH_3)_2MCl_4的溶解性研究[J];武漢理工大學學報;2008年03期

10 ;文摘[J];鈾礦冶;2000年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據庫 前10條

1 李云龍;孫偉海;卞祖強;黃春輝;;高效的鈣鈦礦平面異質結太陽能電池研究[A];中國化學會第29屆學術年會摘要集——第37分會：能源納米科學與技術[C];2014年

2 孟慶波;李冬梅;羅艷紅;;界面調控與高效率鈣鈦礦太陽能電池[A];中國化學會第29屆學術年會摘要集——第25分會：有機光伏[C];2014年

3 宋嘉興;姚詩余;田文晶;;平面異質結低溫溶液處理鈣鈦礦太陽能電池[A];中國化學會第29屆學術年會摘要集——第25分會：有機光伏[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能電池[A];中國化學會第29屆學術年會摘要集——第30分會：低維碳材料[C];2014年

5 肖立新;鄭靈靈;馬英壯;王樹峰;陳志堅;曲波;龔旗煌;;高效雜化鈣鈦礦光伏器件[A];中國化學會第29屆學術年會摘要集——第17分會：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-鈣鈦礦平面異質結太陽電池[A];中國化學會第29屆學術年會摘要集——第25分會：有機光伏[C];2014年

7 張秋菊;李白海;陳亮;;Pt摻雜的CaTiO_3的自再生機理的計算研究[A];中國化學會第27屆學術年會第14分會場摘要集[C];2010年

8 苗君;喬利杰;姜勇;;鈣鈦礦多鐵性氧化物異質結的低疲勞反轉、磁電雙弛豫、及缺陷調控[A];2012中國功能新材料學術論壇暨第三屆全國電磁材料及器件學術會議論文摘要集[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)化學與無機合成學術會議論文摘要集[C];2012年

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

中國重要報紙全文數(shù)據庫 前3條

1 劉霞;[N];中國化工報;2013年

2 常麗君;[N];中國化工報;2014年

3 記者 劉霞;[N];科技日報;2013年

中國博士學位論文全文數(shù)據庫 前1條

1 王金鳳;磁性雙鈣鈦礦陶瓷的制備、結構及物性研究[D];南京大學;2014年

中國碩士學位論文全文數(shù)據庫 前9條

1 楊嫻;雙鈣鈦礦Sr_2CoReO_6和W摻雜雙鈣鈦礦Sr_2FeReO_6的第一性原理研究[D];陜西師范大學;2014年

2 馬佳慧;在二氧化鈦多孔層制造人工孔從而獲得高效鈣鈦礦太陽能電池[D];吉林大學;2015年

3 吳嫻;CuBr_2基有機—無機層狀類鈣鈦礦雜合物材料的合成與表征[D];武漢理工大學;2010年

4 徐圣東;銅摻雜SnI_2基層狀類鈣鈦礦雜合物的結構與性能研究[D];武漢理工大學;2012年

5 諸敏;錳基鈣鈦礦超晶格電磁性能的第一原理計算研究[D];華東師范大學;2011年

6 代超;鈣鈦礦氧化物薄膜中的應力釋放機制研究[D];電子科技大學;2012年

7 彭財?shù)?雙鈣鈦礦Ca_(2-x)Na_xFeMoO_6制備與磁性研究[D];蘭州大學;2010年

8 楊小蘭;雙鈣鈦礦Sr_2Fe_（1-x）Cr_xMoO_6電子結構和磁性的第一性原理研究[D];西南大學;2008年

9 高子舒;甲烷高溫燃燒催化劑表面吸附機理研究[D];內蒙古大學;2009年

  本文關鍵詞：在二氧化鈦多孔層制造人工孔從而獲得高效鈣鈦礦太陽能電池，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：223283