發(fā)布時間：2020-11-16 11:24

　　 隨著第三代太陽能電池的迅速崛起,鈣鈦礦太陽能電池成為了其中最耀眼的新星。自2009年起,短短的幾年時間里其轉(zhuǎn)換效率由3.9%提升到22.1%,取得了其他電池不可能完成的壯舉,但是其還有很大的提升空間。因此,如何改善其制備條件和優(yōu)化電池結(jié)構(gòu)從而提高其光電轉(zhuǎn)換效率仍是鈣鈦礦太陽能電池研究領(lǐng)域的重要課題。本文首先通過對基礎(chǔ)制備條件的優(yōu)化,制備出了基本的鈣鈦礦太陽能電池,為其接下來優(yōu)化提供了參考依據(jù);其次本文通過在鈣鈦礦前驅(qū)體溶液中引入NMP,對鈣鈦礦層進(jìn)行了優(yōu)化改善,并從多方面分析了其影響機(jī)理;最后本文通過采用Bphen:Cs_2CO_3:BCP層作為鈣鈦礦電池的陰極界面修飾層,有效的減少了電荷復(fù)合和提高了電子的提取,從而提升了器件性能。在第二章中,以ITO/PEDOT:PSS/CH_3NH_3PbI_3/PCBM/BCP/Ag為電池結(jié)構(gòu),通過優(yōu)化制備條件,有效的獲得了基本的鈣鈦礦太陽能電池。其開路電壓V_(OC)為0.856V,短路電流密度為16.52mA·cm~2,填充因子為72.8%,器件的光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了10.29%。隨后采用一種簡單而有效方法,通過在鈣鈦礦前驅(qū)體溶液中加入N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)改善鈣鈦礦薄膜質(zhì)量,比較和分析了不同比例NMP的使用對成膜性能的影響。發(fā)現(xiàn)NMP的最佳添加量可以有助于形成更加均勻且致密的鈣鈦礦層,有效的改善了鈣鈦礦層的光吸收能力和減少了電荷復(fù)合和鈣鈦礦層缺陷,有利于制造更加優(yōu)化的平面結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽能電池。與未經(jīng)過處理的鈣鈦礦太陽能電池相比,其轉(zhuǎn)換效率提高了27.11%.在第三章中,通過采用Bphen:Cs_2CO_3:BCP層作為鈣鈦礦(CH_3NH_3PbI_3)/PCBM和Ag電極的界面修飾層�？梢酝ㄟ^Cs_2CO_3和BCP的有效有效的調(diào)節(jié)Bphen的能級,從而可以有效地提高電子提取和減少載流子復(fù)合,進(jìn)一步的獲得更高的V_(OC)。優(yōu)化后的平面結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽能電池的功率轉(zhuǎn)換效率(PCE)為16.93%,高于未摻雜Bphen(12.97%)參比器件。
【學(xué)位單位】：河北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM914.4
【部分圖文】：

河北大學(xué)碩士專業(yè)學(xué)位論文簡單、價格便宜、PCE 高等特點，在短短八九年的時間，鈣鈦礦太陽能電池的發(fā)飛躍式的增長，其轉(zhuǎn)換效率從 3.9%[9]躍升至 22.1%[10]。但是其還有很大的進(jìn)步空此，如何提高其 PCE 仍是 PSCs 研究領(lǐng)域的重要課題。2 鈣鈦礦太陽能電池技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀PSCs 作為第三代新型太陽能電池的代表之一，從 2009 年開始發(fā)展至今其轉(zhuǎn)換乎呈指數(shù)增長，從 3.8%已躍升至 22.1%（圖 1-1 為各類太陽能電池的發(fā)展進(jìn)程）礦太陽能電池的發(fā)展進(jìn)步已不單單是科學(xué)層面的進(jìn)步，更是人類在能源利用領(lǐng)域成就。其轉(zhuǎn)換效率的發(fā)展和成本的節(jié)約為太陽能發(fā)電的平民化提供了一條切實可路。

PSCs[27]。016 年 11 月，游經(jīng)碧與張興旺等人采用了 SnO2取代常用的TiO2作為平面結(jié)傳輸材料，最終制備出了擁有高達(dá) 20%左右光電效率的器件[28]。017 年，武漢大學(xué)楊艷發(fā)通過在鈣鈦礦 MA0.7FA0.3PbI3中引入 3wt% Pb(SCN質(zhì)量，取得了 20.1%的 PCE29]。017 年，北京大學(xué)朱瑞通過利用 Pb(Ac)2及 PbI2雙鉛源體系，運用一步反相制備了倒置結(jié)構(gòu)鈣鈦礦電池器件，其材料為 MA0.6FA0.4PbI3。從而取得了E[30]。鈣鈦礦太陽能電池簡介鈦礦太陽能電池器件的主要材料除了透明導(dǎo)電玻璃電極和金、銀等金屬電括鈣鈦礦光吸收層材料[31-32]、p 型空穴傳輸層材料（HTM）[33]和 n 型電子ETM）[34]。其主要種類及其能級結(jié)構(gòu)如圖 1-2、1-3、1-4 所示。

n型電子傳輸層的LUMO能級結(jié)構(gòu)示意圖
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 姜鴻基;鄧先宇;黃維;;基于富勒烯和噻吩聚合物的本體異質(zhì)結(jié)太陽電池[J];化學(xué)進(jìn)展;2008年09期

本文編號：2886134