有機無機雜化的鈣鈦礦太陽能電池的出現(xiàn)是近年來在光伏領(lǐng)域的一個重大科學突破,目前光電轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)達到22.7%。但制約其商業(yè)化生產(chǎn)的一個很重要的因素是器件的穩(wěn)定性,鈣鈦礦太陽能電池在水氧環(huán)境和高溫、光照下容易發(fā)生性能衰減。本工作基于反型平面結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽能電池,通過改善器件結(jié)構(gòu)和制備工藝來提高光電轉(zhuǎn)換效率,并且使用了一種緩沖層乙酰丙酮鋯ZrAcac,通過阻擋空穴/離子的擴散從而提高了器件的FF、PCE和穩(wěn)定性。本工作通過對空穴傳輸層,鈣鈦礦活性層,電子傳輸層/緩沖層的制備結(jié)構(gòu)和制備工藝進行了探索。使用CuSCN均和NiOx作為空穴傳輸層,器件性能相較于PEDOT:PSS長生了一定幅度的提升;將前驅(qū)液常用的三種極性溶劑DMF、DMSO、GBL混合在一起并尋找到一個合適的比例,DMF:DMSO:GBL=4:4:2時器件性能最高且成膜更好;此外,通過在活性層中摻入C1元素,使器件性能有了一定的提升并做了相關(guān)分析,對Au-PSC和Ag-PSC的性能做了對比,發(fā)現(xiàn)Au-PSC器件的填充因子有一定的提升,并且穩(wěn)定性更好。最后,進行了電子傳輸層的探索,將溶解度低的富勒烯C60以一定比例摻入PCBM,發(fā)... 

【文章頁數(shù)】：55 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 太陽能電池的分類
        1.1.1 第一代
        1.1.2 第二代
        1.1.3 第三代
    1.2 鈣鈦礦太陽能電池的簡介
        1.2.1 鈣鈦礦材料的介紹
        1.2.2 鈣鈦礦材料的工作原理
        1.2.3 鈣鈦礦材料的優(yōu)異性
    1.3 鈣鈦礦太陽能電池的研究進展
    1.4 鈣鈦礦太陽能電池的結(jié)構(gòu)
    1.5 鈣鈦礦太陽能電池的組成
        1.5.1 電子傳輸層/修飾層
        1.5.2 空穴傳輸層/修飾層
        1.5.3 鈣鈦礦活性層的制備
        1.5.4 金屬電極
    1.6 鈣鈦礦太陽能電池現(xiàn)在存在的問題
    1.7 本工作的研究內(nèi)容
2 通過界面工程和工藝改善優(yōu)化鈣鈦礦電池性能
    2.1 本工作中表征所用到的儀器
    2.2 空穴傳輸層的改善
        2.2.1 CuSCN空穴傳輸層
        2.2.2 NiO_x空穴傳輸層
    2.3 活性層工藝改善
        2.3.1 前驅(qū)液混合溶劑比例探索
        2.3.2 活性層摻Cl和不同金屬電極性能對比
    2.4 電子傳輸層/緩沖層的改善
        2.4.1 電子傳輸?shù)母纳?br>        2.4.2 不同電子緩沖層的比較
        2.4.3 CuI-PSC器件性能
    2.5 本章小結(jié)
3 界面緩沖層乙酰丙酮鋯ZrAcac
    3.1 實驗表征所用到的儀器:
    3.2 實驗流程
    3.3 器件性能表征
        3.3.1 UPS能級表征
        3.3.2 對比器件J-V測試
        3.3.3 對比器件的吸收光譜和外量子效率
    3.4 探究乙酰丙酮鋯ZrAcac薄膜的作用
        3.4.1 SEM和AFM對形貌表征
        3.4.2 XPS手段對薄膜表面元素量測試
        3.4.3 界面電荷的分析
        3.4.4 對比器件正反掃
        3.4.5 暗電流和交流阻抗譜分析
    3.5 本章小結(jié)
4 結(jié)論
參考文獻
作者簡歷及攻讀碩士學位期間取得的研究成果
學位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻】：
期刊論文
[1]A hole-conductor-free,fully printable mesoscopic perovskite solar cell with high stability[J].   Science Foundation in China. 2014(02)



本文編號：3669556