目前,對(duì)于太陽(yáng)能這一清潔新能源的研究正逐漸被科研界所關(guān)注,其中有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化太陽(yáng)能電池（也稱(chēng)為鈣鈦礦太陽(yáng)能電池）的發(fā)展十分迅速,在過(guò)去的十年間,其單結(jié)電池的光電轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)從剛問(wèn)世時(shí)的3.8%,迅猛發(fā)展到如今超過(guò)25%。盡管發(fā)展前景喜人,鈣鈦礦太陽(yáng)能電池卻依然存在一些缺點(diǎn),例如不穩(wěn)定性,有毒性,以及無(wú)法大面積制備等。其中不穩(wěn)定性主要表現(xiàn)在其極易受到水氧的腐蝕。相比較于傳統(tǒng)的硅基太陽(yáng)能電池可以在空氣中正常工作十年以上,未封裝的鈣鈦礦電池能夠工作的時(shí)限卻低于一個(gè)月。這種特性使得鈣鈦礦太陽(yáng)能電池,難以長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中,從而導(dǎo)致其商業(yè)化和大規(guī)模制備受到了很大的阻礙。與此同時(shí),界面優(yōu)化的手段在鈣鈦礦太陽(yáng)能電池領(lǐng)域得到長(zhǎng)足的發(fā)展,通過(guò)缺陷鈍化,晶格修復(fù)等方式,使得鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的效率和穩(wěn)定性得到進(jìn)一步提升。本文將通過(guò)界面優(yōu)化的方法設(shè)計(jì)解決方案,在改善鈣鈦礦太陽(yáng)能電池器件光電性能的同時(shí),有效地提高其穩(wěn)定性�；谛滦洼斔牧蟃BA-Azo的界面優(yōu)化方法,通過(guò)引入新型輸水材料TBA-Azo,在顯著提高器件穩(wěn)定性的同時(shí),提高器件的光電性能。其主要機(jī)理為,由于TBA-Azo一側(cè)獨(dú)有的長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu),使其具有很... 

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鈣鈦礦材料基本結(jié)構(gòu)

第3章以TBA-Azo為界面修飾材料對(duì)于鈣鈦礦太陽(yáng)能電池器件的優(yōu)化過(guò)程及優(yōu)化后的基本光電性能15圖3.3TBA-Azo的濃度調(diào)試對(duì)于鈣鈦礦太陽(yáng)能電池器件的電流電壓性能影響。測(cè)試鈣鈦礦太陽(yáng)能電池器件基本性能，首先應(yīng)該測(cè)量該器件的電流電壓曲線(xiàn)，通過(guò)電流電壓曲線(xiàn)，我們可以得到鈣鈦礦太陽(yáng)能電池器件的四項(xiàng)基本數(shù)據(jù)。其中短路電流密度（Jsc），開(kāi)路電壓（Voc）以及填充因子（FF）可以從電流電壓曲線(xiàn)中直接獲得，在通過(guò)三者相乘，從而得到光電轉(zhuǎn)換效率。這四項(xiàng)基本的光電性能參數(shù)指標(biāo)，是衡量鈣鈦礦太陽(yáng)能電池器件性能優(yōu)劣的必要標(biāo)準(zhǔn)[69-71]。如圖3.3以及表3.1所示，我們制作了對(duì)于疏水材料TBA-Azo不同濃度梯度的器件的相關(guān)短路電流，開(kāi)路電壓，填充因子以及相應(yīng)算出的光電轉(zhuǎn)換效率相應(yīng)統(tǒng)計(jì)。從中可以明顯看出，對(duì)比于空白對(duì)照器件A，隨著疏水材料TBA-Azo的濃度增加，器件的光電轉(zhuǎn)換效率有著很明顯的先減小后增加的現(xiàn)象出現(xiàn)。最終我們確定的器件C，即TBA-Azo濃度為0.5mg/ml的器件為最優(yōu)器件。其最優(yōu)光電性能參數(shù)表現(xiàn)為短路電流密度為23.4mAcm-2，開(kāi)路電壓為1.10V，填充因子為76%，光電轉(zhuǎn)換效率為19.5%，而空白對(duì)照組鈣鈦礦太陽(yáng)能電池器件的最優(yōu)性能為，短路電流密度為23.6mAcm-2，開(kāi)路電壓為1.05V，填充因子為67%，得出的光電轉(zhuǎn)換效率為17.8%。如圖3.4所示，將經(jīng)過(guò)濃度優(yōu)化后（添加TBA-Azo疏水材料）的鈣鈦礦太陽(yáng)能器件性能與空白對(duì)照組進(jìn)行比較，可以明顯看出器件在開(kāi)路電壓以及填充因子上有著很大提升，從而使得添加TBA-Azo疏水材料優(yōu)化后的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池器件的光電轉(zhuǎn)換效率由17.8%提升至19.5%.

第3章以TBA-Azo為界面修飾材料對(duì)于鈣鈦礦太陽(yáng)能電池器件的優(yōu)化過(guò)程及優(yōu)化后的基本光電性能16圖3.4添加與未添加疏水材料TBA-Azo的最優(yōu)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池器件的電流電壓（J-V）曲線(xiàn)對(duì)比為了保證實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性以及證明實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性，如表3.1所示，我們將每個(gè)濃度組的器件的20組數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，其平均數(shù)據(jù)顯示，在添加TBA-Azo疏水材料之后，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池器件的光電性能得到明顯的改善，主要表現(xiàn)在填充因子與開(kāi)路電壓這兩項(xiàng)重要參數(shù)，從而使光電轉(zhuǎn)換效率實(shí)現(xiàn)提高，如圖3.5所示。圖3.5添加（虛線(xiàn)）與未添加（實(shí)線(xiàn)）TBA-Azo疏水材料的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換效率對(duì)比

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]左旋多巴和N,N-二甲基亞砜共摻雜PEDOT:PSS作為空穴傳輸層的高性能p-i-n型鈣鈦礦太陽(yáng)能電池[J]. 黃鵬,元利剛,李耀文,周祎,宋波.  物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2018(11)
[2]太陽(yáng)能光電、光熱轉(zhuǎn)換材料的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展[J]. 王聰,代蓓蓓,于佳玉,王蕾,孫瑩.  硅酸鹽學(xué)報(bào). 2017(11)
[3]有機(jī)鹵化物鈣鈦礦光電材料的光學(xué)性質(zhì)[J]. 李葉舟,李衡,盛傳祥.  光電子技術(shù). 2017(03)
[4]新型鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的研究進(jìn)展[J]. 王曉琳,馮祖勇,吳楠,羅潔,朱燕娟,唐新桂.  中國(guó)材料進(jìn)展. 2016(12)
[5]鈣鈦礦太陽(yáng)電池光吸收層納米材料研究進(jìn)展[J]. 劉炳光,李建生,劉希東,盧俊鋒,田茂.  無(wú)機(jī)鹽工業(yè). 2016(12)
[6]鈣鈦礦太陽(yáng)能電池研究進(jìn)展[J]. 謝慧紅,鄒正光,武曉鸝,莫淑一,何金云,龍飛.  廣州化工. 2016(17)
[7]新型有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦發(fā)光材料的研究進(jìn)展[J]. 肖娟,張浩力.  物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2016(08)
[8]鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中吸光材料的發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 文丹,張正濤,付成.  江漢大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(03)
[9]有機(jī)-無(wú)機(jī)鈣鈦礦晶體生長(zhǎng)調(diào)控研究進(jìn)展[J]. 欒夢(mèng)雨,劉曉倩,陳方,魏香風(fēng),劉節(jié)華.  河南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(03)
[10]鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的發(fā)展與工作原理[J]. 王琛.  黑龍江科技信息. 2016(01)

博士論文
[1]多酸促進(jìn)無(wú)機(jī)—有機(jī)雜化鈣鈦礦光電轉(zhuǎn)換性能及光伏器件[D]. 張玉琢.東北師范大學(xué) 2017
[2]鈣鈦礦薄膜的制備優(yōu)化及其太陽(yáng)能電池性能研究[D]. 涂用廣.華僑大學(xué) 2017
[3]全印刷介觀太陽(yáng)能電池間隔層及鈣鈦礦晶體生長(zhǎng)調(diào)控研究[D]. 劉通發(fā).華中科技大學(xué) 2016
[4]鈣鈦礦太陽(yáng)能電池關(guān)鍵組成材料的制備與性能研究[D]. 蔡冰.大連理工大學(xué) 2016

碩士論文
[1]有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦材料的制備及在光伏電池和光檢測(cè)器中的應(yīng)用[D]. 肖娟.蘭州大學(xué) 2016



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