近年來,基于碳對電極（Carbon counter electrode,CCE）的金屬有機鹵化物鈣鈦礦太陽能電池（Perovskite solar cells,PSCs）引起科研人員的廣泛關注。典型的一個碳基PSC主要包括FTO導電玻璃、電子傳輸層、鈣鈦礦層和CCE四個部分。其中,鈣鈦礦具備光敏劑和空穴傳輸雙重功能,其成膜質(zhì)量決定了器件的性能。因此,高品質(zhì)鈣鈦礦膜層研究成為重中之重。文獻表明,在PSCs鈣鈦礦層中摻雜添加物能改善膜層品質(zhì),但是,還未有將過渡金屬碳化物作為添加物應用于鈣鈦礦層的研究。本文將五種過渡金屬碳化物添加入鈣鈦礦層中,研究了摻雜不同過渡金屬碳化物的鈣鈦礦層對電池性能的影響,具體內(nèi)容如下:（1）制備了碳化鉬（Mo₂C）、碳化鎢（WC）和碳化鉻（Cr3C2）三種VIB族過渡金屬碳化物,分別添加入鈣鈦礦層（用P表示）中,并組裝成碳基鈣鈦礦太陽能電池（C-PSCs）。研究了不同摻雜濃度的Mo₂C/P、WC/P和Cr₃C₂/P對器件性能的影響。實驗結(jié)果表明:適量摻雜Mo₂

【文章來源】：大連海事大學遼寧省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１美國可再生能源實驗室研宄電池最高效率圖［４］??Ｆｉｇ．?１．１?Ｔｈｅ?ｃｈａｔ?ｏｆ?Ｎａｔｉｏｎａｌ?ｒｅｎｅｗａｂｌｅ?ｅｎｅｒｇｙ?ｌａｂｏｒａｔｏ?

?過渡金屬碳化物在碳基鈣鈦礦太陽能電池中的應用研究???子配位形成正八面體結(jié)構(gòu)，ｘ代表鹵素陰離子（Ｂｒ、ｒ等）。這種結(jié)構(gòu)的材料具有吸收??系數(shù)高、載流子擴散速度快和擴散距離長等優(yōu)點。??如圖１．４所示，鈣鈦礦層做為光吸收層，在受光激發(fā)后會產(chǎn)生電子和空穴對，由于??鈣鈦礦材料本身的激子束縛能很小，所以在室溫下就可以分離出自由的載流子。此過程??中所產(chǎn)生的電子會傳輸?shù)诫娮觽鬏攲又卸昭▌t會被提取到空穴傳輸層中，最后通過外??接電路的重新復合使電流產(chǎn)生，這就是鈣鈦礦太陽能電池的工作原理［１〇］。??／?＂＂…．．?￣７???Ａｇ???／??Ｓｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ?／??Ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ?＜??乂ＴｉＱ－?ｌ??．．．．．．＿—＿．．．．．．．＿?ｕ??圖１．２鈣鈦礦太陽能電池結(jié)構(gòu)示意圖??Ｆｉｇ．?１．２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ?ｓｏｌａｒ?ｃｅｌｌ??靜丨灘??圖１．３鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)圖［９］??Ｆｉｇ．?１．３?Ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ?ｓｏｌａｒ?ｃｅｌｌ??１２??

?過渡金屬碳化物在碳基鈣鈦礦太陽能電池中的應用研究???可以達到１１．２８％［３２］。隨著研宄的深入，絲網(wǎng)印刷法這種可以提高電池穩(wěn)定性的制備方??法逐漸被科研人員所應用。Ｃａｏ課題組以ＦＴ０／Ｔｉ０２／Ａｌ２０３／Ｎｉ０／ＣＨ３ＮＨ３Ｐｂｌ３／Ｃ為電池??結(jié)構(gòu)，以導電炭黑／石墨復合碳材料為對電極，用絲網(wǎng)印刷法制備了一種高效的鈣鈦礦??太陽能電池，如圖１．５所示。該電池在ＡＭ?１．５?Ｇ光照下，光電轉(zhuǎn)化效率達到１５．０３％，??并表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性［３３】。Ｒａｍｉｎａｆａｓｈａｒ團隊利用絲網(wǎng)印刷法，以導電炭黑作為對電極，??組裝了電池，并在２０？３０％濕度的環(huán)境條件下進行了器件的測試，得到的電池最高光電??轉(zhuǎn)換效率達到１０．７％，并且由這種方法制備的太陽能電池同樣表現(xiàn)出了顯著的穩(wěn)定性［３４］。??ＣＨ，ＮＨ，ＰｂＩ上??Ｃｏｍｐ－ｃｔＴｉＯ，??ＣＢ?，??－４．０?３９３??—４?－３．Ｚ??？５．４３??－７．３?ｈ＋??ＶＢ?Ｖｉｆ）?Ｃ．ａｒｂｏｎ??ＭＡＰｂｌ３?Ｎ，°??ＴＩＯ，??圖１．５設備結(jié)構(gòu)圖［３３］??匕）基于Ｔｉ０２／Ａｌ２０３／Ｎｉ０／碳（ＭＡＰｂＩ３）的器件的示意圖；（ｂ）設備配置的能帶圖??Ｆｉｇ．?１．５?（ａ）?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＴｉＣｈ／ＡｈＣＶＮｉＯ／ｃａｉ－ｂｏｎ?（ＭＡＰｂｈ）?ｂａｓｅｄ?ｄｅｖｉｃｅ?（ｂ）?Ｅｎｅｒｇｙ??ｂａｎｄ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ?ｄｅｖｉｃｅ?ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ??鈣鈦礦太陽能電池多采用剛性基板，柔性基板較為少見，Ｌｕｏ團隊采用氧化錫／碳納??

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3582986