發(fā)布時間：2023-03-04 22:37

　　基于CH3NH3Pb I3的有機/無機雜化鈣鈦礦太陽能電池異軍突起,在短短5年內(nèi),電池效率從2009年的3.8%提高到2012年的9.7%,再到如今的19.3%。如此迅速的效率提高和如此高的電池效率使得有機/無機雜化鈣鈦礦太陽能電池備受矚目。目前,關(guān)于有機/無機雜化鈣鈦礦太陽能電池的研究主要集中在提高電池的能量轉(zhuǎn)化效率,而對鈣鈦礦電池穩(wěn)定性的研究卻很少,但是穩(wěn)定性卻是鈣鈦礦電池走向?qū)嶋H應(yīng)用最關(guān)鍵的問題。本論文在嘗試不同方法制備高性能的鈣鈦礦電池的基礎(chǔ)上,研究潮濕環(huán)境和光照下鈣鈦礦電池性能衰減的本質(zhì)原因,然后嘗試通過不同的界面后處理方法解決鈣鈦礦電池的穩(wěn)定性問題。首先,本論文通過不同的鈣鈦礦沉積方法制備了FTO/Ti O2/CH3NH3Pb I3/HTM/Ag平面結(jié)構(gòu)鈣鈦礦電池,其最高效率達到了15.8%。在此基礎(chǔ)上,研究了氧化鋅致密層對電池性能的影響。利用原子層沉積(ALD)技術(shù)低溫制備Zn O致密層取代高溫燒結(jié)的溶膠凝膠法Ti O2致密層。研究表明:將Pb I2和CH3NH3I的DMF混合溶液一步法獲得的鈣鈦礦層用于FTO/Zn O/CH3NH3Pb I3/HTM/Ag電池,電池效率...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
ABSTRACT
1.緒論
    1.1 研究背景
    1.2 有機/無機雜化鈣鈦礦太陽能電池的概述
        1.2.1 有機/無機雜化鈣鈦礦太陽能電池的發(fā)展歷史
        1.2.2 有機/無機雜化鈣鈦礦太陽能電池的結(jié)構(gòu)和工作原理
        1.2.3 有機/無機雜化鈣鈦礦的晶體結(jié)構(gòu)
    1.3 有機/無機雜化鈣鈦礦太陽能電池的研究進展
        1.3.1 鈣鈦礦層沉積方法
        1.3.2 鈣鈦礦材料的改性
        1.3.3 光陽極
        1.3.4 光陰極
    1.4 選題意義及研究內(nèi)容
2. 平面結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦電池的制備和主要表征手段
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗藥品與實驗儀器
        2.2.2 TiO₂致密層的制備
        2.2.3 甲胺碘的合成
        2.2.3 不同方法沉積制備鈣鈦礦層
        2.2.4 HTM的旋涂和Ag層的蒸發(fā)
    2.3 實驗主要的表征和分析手段
        2.3.1 X射線粉末衍射表征
        2.3.2 傅里葉變換紅外光譜(FTIR)測試
        2.3.3 紫外-可見吸收光譜(UV-vis)測試
        2.3.4 場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)
        2.3.5 電池I-V性能曲線測試
        2.3.6 電池的電化學阻抗測試
        2.3.7 電池的光電轉(zhuǎn)換效率測試(IPCE)
3. 原子層沉積ZnO致密層在鈣鈦礦太陽能電池中的應(yīng)用
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 原子層沉積ZnO致密層的制備
        3.2.2 電池的組裝
    3.3 基于ALD-ZnO致密層與不含Cl的先驅(qū)溶液的電池性能測試與討論
        3.3.1 ALD-ZnO致密層與溶膠凝膠法TiO₂致密層的SEM分析
        3.3.2 基于ALD-ZnO致密層的電池I-V曲線的分析
    3.4 基于ALD-ZnO致密層與含Cl的先驅(qū)溶液的電池性能測試與討論
        3.4.1 不同基底上的鈣鈦礦的宏觀形貌與組分分析
        3.4.2 ALD-ZnO燒結(jié)對鈣鈦礦的宏觀形貌與組分的影響
        3.4.3 ALD-ZnO燒結(jié)溫度對鈣鈦礦的的紫外可見吸收光譜與電池性能的影響
    3.5 結(jié)論
4. 鈣鈦礦電池的濕度穩(wěn)定性研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 計算方法
        4.2.2 原子層沉積超薄Al₂O₃層的制備
        4.2.3 電池的組裝和測試
    4.3 理論計算H₂O對于各種有機/無機雜化鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的影響
    4.4 超薄Al₂O₃的沉積對鈣鈦礦結(jié)構(gòu)及其電池性能的影響
        4.4.1 超薄Al₂O₃的沉積對于鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的影響
        4.4.2 在HTM層上沉積超薄Al₂O₃層對電池效率及穩(wěn)定性的影響
    4.5 結(jié)論
5.鈣鈦礦電池的光照穩(wěn)定性研究
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 氨基酸處理TiO₂致密層
        5.2.2 電池的組裝
    5.3 氨基酸處理TiO₂致密層對鈣鈦礦電池的性能影響
        5.3.1 光照下基底對鈣鈦礦材料的影響
        5.3.2 氨基酸處理TiO₂致密層對鈣鈦礦材料的影響
        5.3.3 氨基酸處理TiO₂致密層對鈣鈦礦電池效率及穩(wěn)定性的影響
    5.4 結(jié)論
6. 結(jié)論與展望
參考文獻
攻讀學位期間研究成果
致謝



本文編號：3755144