基于NiO納米材料的反式鈣鈦礦太陽能電池的研究
【學(xué)位授予單位】：華僑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM914.4
【圖文】：
發(fā)布的最新太陽能電池效率趨勢圖顯示可知（圖 1.1），PSCs 的發(fā)展非常迅速，且最高效率已達 22.7%，足以媲美硅太陽能電池[9]。1.2 鈣鈦礦太陽能電池的結(jié)構(gòu)1.2.1 PSCs 的結(jié)構(gòu)分類PSCs 從實際的電池截面圖上看層級較多，但結(jié)構(gòu)分明易辨析，大體可分為介孔型和平面型。而平面型鈣鈦礦太陽能電池又可分為 nip 型結(jié)構(gòu)和 pin 型結(jié)構(gòu)（其中 n 代表 n 型半導(dǎo)體材料，i 代表吸收層材料，p 代表 p 型半導(dǎo)體材料），前者又稱正式結(jié)構(gòu)，后者則又稱為反式結(jié)構(gòu)。三種結(jié)構(gòu)如圖 1.2。典型的鈣鈦礦太陽能電池結(jié)構(gòu)是類似于漢堡結(jié)構(gòu)逐層疊加的，按制備順序大致可包括導(dǎo)電玻璃，ETL（電子傳輸層）或 HTL（空穴傳輸層），鈣鈦礦層，HTL（pin 型）或 ETL（nip 型），金屬電極。其中第二層包括致密層和介孔層（有圖 1.1 太陽能電池效率趨勢圖（2017）[9]
1.2.2 PSCs 的襯底常見的 PSCs 襯底為 FTO（F:SnO2）透明導(dǎo)電玻璃和 ITO（摻錫的氧化銦）透明導(dǎo)電玻璃。一般需要較高溫度燒結(jié)的光伏器件通常采用玻璃襯底，這種 PSCs通常具備較高性能。然而，采用玻璃襯底的 PSCs 有質(zhì)量較大、易碎、不易降低成本等缺點。因此柔韌性優(yōu)良的高分子產(chǎn)品被人們拿來用作 PSCs 的襯底，拓展了 PSCs 的研究和應(yīng)用范疇。柔性襯底通常采用涂有 FTO 或 ITO 的 PET（Polyethylene terephthalate，聚對苯二甲 酸 乙二酯 ），PEN（polyethylenenaphthalate，聚萘二甲酸乙二醇酯）等。這種柔性 PSCs 一般開路電壓為 0.8 V左右，填充因子為 0.5 ~ 0.7, 光電轉(zhuǎn)化率一般為 9%[10-13]。由于該柔性器件可彎折、輕量化，所以可應(yīng)用于可穿戴產(chǎn)品，如衣帽、背包、窗簾等。另外，采用連續(xù)卷對卷生產(chǎn)工藝[14]，可實現(xiàn)柔性 PSCs 的大面積、大規(guī)模生產(chǎn)，這無疑是柔性太陽能器件的一大優(yōu)勢。圖 1.2 鈣鈦礦太陽能電池結(jié)構(gòu)（a）介孔結(jié)構(gòu)（b）nip 型結(jié)構(gòu)（c）pin 型結(jié)構(gòu)
級間的能級更為匹配�？勺鳛殛帢O緩沖層的材料既有無。無機材料通常為金屬氧化物和無機鹽，例如 ZnO 納米晶4,45]均能有效提高電池的光伏性能。有機類材料則有 PN胺）、P3TMAHT（聚[3-（6-三甲基銨己基）噻吩]）等高PDINO（苝酰亞胺）[47]等小分子材料，這些作為陰極緩集電子的能力。s 的光吸收層材料是 PSCs 的核心，其作用是吸收太陽光從而產(chǎn)生載流結(jié)構(gòu)通式為 ABM3[48]，結(jié)構(gòu)如圖 1.3。A 一般代表有機HC(NH2)2+等[49]，其主要作用為晶格電荷補償，對材料的影響。但它的大小會對晶格產(chǎn)生影響，從而影響到金屬，因此材料的帶隙會有所變化[50]。B 代表 Pb2+，Sn2+和其響材料的帶隙。M 代表鹵素離子，如 I-，Br-，Cl-等[51]，
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