鈣鈦礦太陽能電池因其優(yōu)良的光電性能和低廉的制備成本而受到產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。在鈣鈦礦太陽能電池中,位于電子和空穴傳輸層之間的鈣鈦礦光吸收層是器件的核心結(jié)構(gòu)。鈣鈦礦光吸收層的性質(zhì),如薄膜形貌、晶體結(jié)構(gòu)、吸收特性、缺陷密度等直接決定器件的光電轉(zhuǎn)換性能。經(jīng)過十多年的發(fā)展,結(jié)合反溶劑處理和添加劑工程的溶劑工程法成為現(xiàn)有鈣鈦礦薄膜制備的主流方法,基于該方法制備的器件效率已經(jīng)突破24%。然而,這種方法通常需在惰性氣氛條件下操作,以減小環(huán)境中水氧對鈣鈦礦成膜過程得影響,增加了薄膜的制備成本,在一定程度上限制了其大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)推廣。與惰性氣氛條件制備方法相比,在一般大氣條件下制備高質(zhì)量鈣鈦礦薄膜的方法仍處于發(fā)展階段。除鈣鈦礦光吸收層的本征性能外,鈣鈦礦薄膜與電子、空穴傳輸材料界面處的電荷傳輸損失也是制約器件性能的另一關(guān)鍵因素。針對鈣鈦礦太陽能電池的制備和性能提升,本論文以鈣鈦礦光吸收層為研究核心,圍繞鈣鈦礦薄膜的大氣條件制備和薄膜的界面調(diào)控開展研究,主要工作如下:(1)MAPbI3型鈣鈦礦薄膜大氣條件制備方法研究。本文將傳統(tǒng)溶劑工程法中反溶劑的動態(tài)沖洗方式優(yōu)化為靜態(tài)沖洗方式(靜態(tài)法),有效改善...

【文章頁數(shù)】：163 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鹵化鉛鈣鈦礦材料的結(jié)構(gòu)及光電性質(zhì)
        1.2.1 形成三維鈣鈦礦的結(jié)構(gòu)判據(jù)
        1.2.2 鈣鈦礦晶體的相轉(zhuǎn)變
        1.2.3 鈣鈦礦的能帶結(jié)構(gòu)
        1.2.4 鈣鈦礦材料的吸收和發(fā)光特性
        1.2.5 鈣鈦礦材料的輸運特性
    1.3 鈣鈦礦電池的基本結(jié)構(gòu)、工作原理與性能參數(shù)
        1.3.1 鈣鈦礦太陽能電池的結(jié)構(gòu)和工作原理
        1.3.2 鈣鈦礦電池的特性參數(shù)
    1.4 鈣鈦礦薄膜的制備
        1.4.1 鈣鈦礦薄膜的形核與生長機制
        1.4.2 一步旋涂溶液法生長鈣鈦礦薄膜
        1.4.3 兩步旋涂溶液法生長鈣鈦礦薄膜
        1.4.4 溶液組成的影響
        1.4.5 后處理工藝
    1.5 鈣鈦礦層界面的調(diào)控與鈍化
        1.5.1 鈣鈦礦薄膜界面概述
        1.5.2 鈣鈦礦電池界面處的能帶結(jié)構(gòu)
        1.5.3 鈣鈦礦電池界面處的鈍化策略
    1.6 本論文的研究內(nèi)容和意義
第2章 實驗材料與儀器設(shè)備
    2.1 實驗材料與藥品
    2.2 主要儀器設(shè)備
        2.2.1 使用的制備設(shè)備
        2.2.2 薄膜\粉末性能表征
        2.2.3 器件性能測試
第3章 MAPbI₃型鈣鈦礦薄膜大氣條件制備方法研究
    3.1 引言
    3.2 實驗方法
        3.2.1 配制溶液
        3.2.2 制備MAPbI₃光伏器件
    3.3 實驗結(jié)果與討論
        3.3.1 反溶劑沖洗方式對MAPbI₃成膜的影響
        3.3.2 不同反溶劑沖洗方式制備MAPbI₃薄膜的性質(zhì)表征
        3.3.3 不同反溶劑沖洗方式制備MAPbI₃光伏器件的性能表征
    3.4 本章小結(jié)
第4章 FAPbI₃型鈣鈦礦薄膜大氣條件制備方法研究
    4.1 引言
    4.2 實驗方法
        4.2.1 溶液配制
        4.2.2 性能表征樣品及器件制備
    4.3 實驗結(jié)果與討論
        4.3.1 采用不同Lewis堿制備中間相的特性
        4.3.2 基于NMP型Lewis堿的制備工藝探索
        4.3.3 采用不同Lewis堿制備FAPbI₃薄膜的性質(zhì)表征
        4.3.4 采用不同Lewis堿制備FAPbI₃光伏器件的性能表征
    4.4 本章小結(jié)
第5章 鈣鈦礦薄膜/電荷傳輸材料界面的鈍化方法研究
    5.1 引言
    5.2 實驗方法
        5.2.1 溶液配制
        5.2.2 制備FAMACs型鈣鈦礦光伏器件
    5.3 實驗結(jié)果與討論
        5.3.1 原位鈍化處理的作用機制
        5.3.2 原位鈍化處理對鈣鈦礦光吸收層的影響
        5.3.3 原位鈍化處理對鈣鈦礦下界面的調(diào)控作用
        5.3.4 基于原位鈍化處理后器件光伏性能表征
    5.4 本章小結(jié)
第6章 全文總結(jié)及今后工作展望
    6.1 論文結(jié)論
    6.2 工作展望
參考文獻
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其它研究成果



本文編號：3797638