本文關(guān)鍵詞：介孔P-I-N結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽(yáng)電池研究

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【摘要】：基于碳電極的無(wú)空穴傳輸材料的介孔P-N異質(zhì)結(jié)鈣鈦礦太陽(yáng)電池(PSC)因其具有的穩(wěn)定性好、制備工藝簡(jiǎn)單、成本低廉以及電池光電轉(zhuǎn)換效率提升空間大等諸多優(yōu)勢(shì),近來(lái)得到了科研工作者們的廣泛關(guān)注。而Ni O作為電子阻擋材料和空穴傳輸材料也已經(jīng)在鈣鈦礦異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)電池中得到應(yīng)用,本論文在TiO2/Al2O3/carbon結(jié)構(gòu)PSC基礎(chǔ)上,將介孔Ni O層嵌入到絕緣的Al2O3層和碳對(duì)電極之間,制備了無(wú)空穴傳輸材料的介孔P-I-N結(jié)構(gòu)PSC,從而進(jìn)一步提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率。本論文中采用絲網(wǎng)印刷工藝制備電池的各層薄膜結(jié)構(gòu),利用溶液兩步法滴涂PbI2溶液和浸泡CH3NH3I溶液,在電池介孔結(jié)構(gòu)中形成鈣鈦礦吸光層。文中先敘述了對(duì)結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單的TiO2/Al2O3/carbon結(jié)構(gòu)PSC進(jìn)行的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)過(guò)程,待器件效率穩(wěn)定以后,再制備含介孔Ni O層的新型P-I-N結(jié)構(gòu)PSC。然后運(yùn)用光電流/光電壓、單色入射光電轉(zhuǎn)換效率、暗電流、光致發(fā)光譜和電化學(xué)阻抗等測(cè)試手段對(duì)電池體系中的載流子擴(kuò)散和電荷復(fù)合過(guò)程進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明,相比TiO2/Al2O3/carbon結(jié)構(gòu)的PSC,引入Ni O層后,開路電壓、短路電流密度和填充因子都實(shí)現(xiàn)了不同程度的提高,由此獲得的電池光電轉(zhuǎn)換效率高達(dá)13.7%。并且通過(guò)各種表征手段發(fā)現(xiàn),與只含絕緣Al2O3層的電池相比,介孔NiO層作為活性界面層,增強(qiáng)了介孔P-I-N結(jié)構(gòu)電池中鈣鈦礦/碳對(duì)電極界面的電荷傳輸過(guò)程,同時(shí)減弱了電池內(nèi)部的載流子復(fù)合過(guò)程。并且實(shí)驗(yàn)中記錄的介孔P-I-N結(jié)構(gòu)PSC在暗態(tài)空氣中的穩(wěn)定性數(shù)據(jù)大于1000小時(shí)。
【關(guān)鍵詞】：鈣鈦礦太陽(yáng)電池 P-N異質(zhì)結(jié) P-I-N結(jié)構(gòu) 電荷傳輸 電荷復(fù)合
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 1 緒論7-18
• 1.1 能源問(wèn)題與太陽(yáng)能利用7-8
• 1.2 鈣鈦礦太陽(yáng)電池發(fā)展概況8-13
• 1.3 無(wú)空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽(yáng)電池13-16
• 1.4 本論文的研究?jī)?nèi)容16-18
• 2 PN電池優(yōu)化實(shí)驗(yàn)18-41
• 2.1 引言18
• 2.2 PN電池制備18-21
• 2.3 PN電池表征21-26
• 2.4 PN電池優(yōu)化結(jié)果分析26-40
• 2.5 本章小結(jié)40-41
• 3 PIN電池制備及與PN電池比較41-58
• 3.1 引言41
• 3.2 PIN電池制備41-42
• 3.3 PIN與PN電池表征42-44
• 3.4 結(jié)果分析與討論44-57
• 3.5 本章小結(jié)57-58
• 4 總結(jié)與展望58-60
• 4.1 工作總結(jié)58-59
• 4.2 展望59-60
• 致謝60-61
• 參考文獻(xiàn)61-66
• 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文目錄66-67
• 附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間申請(qǐng)專利目錄67-68
• 附錄3 制備漿料的SEM表征結(jié)果68-69

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本文編號(hào)：770836