本文關鍵詞：介孔P-I-N結構鈣鈦礦太陽電池研究

  更多相關文章： 鈣鈦礦太陽電池 P-N異質(zhì)結 P-I-N結構 電荷傳輸 電荷復合

【摘要】：基于碳電極的無空穴傳輸材料的介孔P-N異質(zhì)結鈣鈦礦太陽電池(PSC)因其具有的穩(wěn)定性好、制備工藝簡單、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,近來得到了科研工作者們的廣泛關注。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)結太陽電池中得到應用,本論文在TiO2/Al2O3/carbon結構PSC基礎上,將介孔Ni O層嵌入到絕緣的Al2O3層和碳對電極之間,制備了無空穴傳輸材料的介孔P-I-N結構PSC,從而進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構,利用溶液兩步法滴涂PbI2溶液和浸泡CH3NH3I溶液,在電池介孔結構中形成鈣鈦礦吸光層。文中先敘述了對結構更為簡單的TiO2/Al2O3/carbon結構PSC進行的優(yōu)化實驗過程,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結構PSC。然后運用光電流/光電壓、單色入射光電轉(zhuǎn)換效率、暗電流、光致發(fā)光譜和電化學阻抗等測試手段對電池體系中的載流子擴散和電荷復合過程進行了研究。研究結果表明,相比TiO2/Al2O3/carbon結構的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13.7%。并且通過各種表征手段發(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,增強了介孔P-I-N結構電池中鈣鈦礦/碳對電極界面的電荷傳輸過程,同時減弱了電池內(nèi)部的載流子復合過程。并且實驗中記錄的介孔P-I-N結構PSC在暗態(tài)空氣中的穩(wěn)定性數(shù)據(jù)大于1000小時。
【關鍵詞】：鈣鈦礦太陽電池 P-N異質(zhì)結 P-I-N結構 電荷傳輸 電荷復合
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 1 緒論7-18
• 1.1 能源問題與太陽能利用7-8
• 1.2 鈣鈦礦太陽電池發(fā)展概況8-13
• 1.3 無空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽電池13-16
• 1.4 本論文的研究內(nèi)容16-18
• 2 PN電池優(yōu)化實驗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)化結果分析26-40
• 2.5 本章小結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 結果分析與討論44-57
• 3.5 本章小結57-58
• 4 總結與展望58-60
• 4.1 工作總結58-59
• 4.2 展望59-60
• 致謝60-61
• 參考文獻61-66
• 附錄1 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文目錄66-67
• 附錄2 攻讀碩士學位期間申請專利目錄67-68
• 附錄3 制備漿料的SEM表征結果68-69

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本文編號：770836