鈣欽礦太陽(yáng)能電池自2009年問(wèn)世以來(lái),效率已經(jīng)從3.80%提升到了 22.7%。效率發(fā)展如此迅速,除了與CH3NH3PbX3(X=C1、Br、I)材料自身性質(zhì)優(yōu)良有關(guān),還與電池結(jié)構(gòu)的改進(jìn),電子傳輸層、空穴傳輸層的研究相關(guān)。本論文以氧化鋅(ZnO)為電子傳輸材料,提出了一種基于ZnO納米陣列的FTO/ZnO/CH3NH3PbI3/CuI/Au鈣鈦礦太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu),成功制備了光電轉(zhuǎn)換效率1.09%的電池器件。本論文中,首先使用溶膠-凝膠法在FTO上制備了 ZnO籽晶層,采用溶液水浴法在籽晶層上生長(zhǎng)了 ZnO納米陣列。其次,使用蒸鍍-浸泡法(即蒸鍍PbI2與浸泡CH3NH3I溶液)制備了鈣鈦礦吸光層。最后,本文ZnO納米陣列基鈣鈦礦太陽(yáng)能電池選用無(wú)機(jī)材料CuI作為空穴傳輸層,分別制備了銀膠電極與金薄膜電極。改變反應(yīng)溶液Zn2+濃度可以使ZnO納米棒的直徑在50-125 nm內(nèi)可控。同時(shí),控制生長(zhǎng)時(shí)間可獲得長(zhǎng)度550-1100nm的納米棒。在ZnO襯底上蒸鍍了厚度為220-2000 nm的PbI2,并通過(guò)浸泡0.075 M/L的CH3NH3I溶液180 s充分反應(yīng),以此控制鈣鈦礦薄膜的厚度。分...

【文章頁(yè)數(shù)】：62 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 太陽(yáng)能電池概述
    1.3 鈣鈦礦薄太陽(yáng)能電池
        1.3.1 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池研究近況
        1.3.2 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池基本結(jié)構(gòu)
        1.3.3 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池工作原理
        1.3.4 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池電子傳輸層研究簡(jiǎn)介
    1.4 本論文選題內(nèi)容及意義
        1.4.1 選題的內(nèi)容
        1.4.2 選題的意義
第二章 器件制備與表征
    2.1 實(shí)驗(yàn)藥品與設(shè)備儀器
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器
    2.2 ZnO基鈣鈦礦太陽(yáng)能電池制備方法
        2.2.1 FTO玻璃襯底的處理
        2.2.2 電子傳輸層ZnO的制備
        2.2.3 鈣鈦礦吸光層的制備
        2.2.4 空穴傳輸層與金屬電極的制備
    2.3 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池表征
        2.3.1 太陽(yáng)能電池性能測(cè)試方法及參數(shù)表征
        2.3.2 其他表征方式與設(shè)備
第三章 ZnO納米棒陣列可控生長(zhǎng)及性能表征
    3.1 前驅(qū)體濃度不同制備的ZnO納米陣列
    3.2 反應(yīng)時(shí)間不同制備的ZnO納米陣列
    3.3 本章小結(jié)
第四章 基于ZnO納米棒陣列構(gòu)建鈣鈦礦太陽(yáng)電池
    4.1 電池結(jié)構(gòu)的構(gòu)建與開(kāi)路電壓表征
        4.1.1 FTO/ZnO/CH₃NH₃PbI₃/CuI結(jié)構(gòu)的制備
        4.1.2 FTO/ZnO/CH₃NH₃PbI₃/CuI結(jié)構(gòu)開(kāi)路電壓分析
    4.2 鈣鈦礦薄膜的可控制備及其對(duì)器件開(kāi)路電壓的影響
        4.2.1 ZnO基不同厚度CH₃NH₃PbI₃薄膜的制備與表征
        4.2.2 不同厚度CH₃NH₃PbI₃薄膜對(duì)開(kāi)路電壓的影響
    4.3 HTM與電極的制備和功用
        4.3.1 HTM與電極的制備
        4.3.2 HTM層與電極對(duì)鈣鈦礦器件的保護(hù)作用
    4.4 FTO/ZnO/CH₃NH₃PbI₃/CuI/Au結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間的獲獎(jiǎng)情況
致謝



本文編號(hào)：3768765