近年來有機-無機金屬鹵化物鈣鈦礦太陽能電池被認為是商用硅太陽能電池最有力的競爭者之一。鈣鈦礦太陽能電池效率的提升主要來源于鈣鈦礦薄膜形貌的有效控制和表界面的缺陷鈍化。鈣鈦礦薄膜的成膜過程是影響薄膜質量以及最終器件光伏性能的關鍵因素之一。傳統(tǒng)的成膜方法存在薄膜生長不可控,成本高以及難以面向大面積高通量的工業(yè)化生產等問題,這嚴重影響了鈣鈦礦太陽能電池的商業(yè)化進程。熱涂附法已被廣泛應用于大晶粒尺寸、厚度可控和優(yōu)化結晶取向的高質量鈣鈦礦膜的沉積。熱涂附法具有超高襯底溫度（達到180℃）和快速成膜過程（短至1-2 s）等特點,所以薄膜的均質化控制格外重要。因此,本文針對上述熱涂附法沉積鈣鈦礦薄膜時存在的問題,通過基于前驅體化學調控來開展鈣鈦礦薄膜均質化的研究,主要從前驅體組分和界面工程等策略來研究鈣鈦礦薄膜的晶粒尺寸、結晶取向、結晶度對其光電性能的影響機制。具體來講,我們在以下兩方面開展研究工作:（1）在高濕度的環(huán)境下,通過調節(jié)前驅體溶液的化學計量比,系統(tǒng)地調整鈣鈦礦薄膜的結晶度和晶粒尺寸。研究發(fā)現(xiàn),前驅體溶液中微過量的甲胺碘能有效地補償由于襯底溫度過高而造成的甲胺碘損失。在甲胺碘過量的樣品中,... 

【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１?ＡＢＸ３型鈣鈦礦晶體結構示意圖??１．２．２鈣鈦礦太陽能電池結構??

?第一暈緒論???ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ、ＰＴＡＡ和無機金屬氧化物氧化鎳［８］。其典型結構：ＦＴＯ／ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ／??鈣鈦礦／ＰＣＢＭ／Ａｇ?（圖?１?－２（ｃ））。??ｓ肩??Ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｎ－ｉ－ｐ?（Ｒｅｇｕｌａｒ）?ｐ－ｉ－ｎ?（Ｉｎｖｅｒｔｅｄ）??（ａ）?（ｂ）?（ｃ）??圖１－２鈣鈦礦太陽能電池器件結構示意圖。（ａ）正置介孔結構；（ｂ）ｉ￡置乎板（ｎ＋ｐ）結??構；（Ｃ）反式平板（ｐ－ｉ－ｎ）結構??總之，鈣鈦礦太陽能電池主要由吸光層、電子（空穴）傳輸層和對電極等基??本結構組成。鈣鈦礦太陽能電池的，基本原理如下ｔ經(jīng)太陽光照射，高吸收系數(shù)的??鈣鈦礦材料實現(xiàn)了對入射光的吸收。鈣鈦礦層吸收入射光子能量后激發(fā)空穴－電子??對分離。擁有弱的激子束縛能和高的載流子遷移率鈣鈦礦材料使得光生載流子迅??速分離Ｐ，１ＱＩ。如圖１－３所示，電子躍遷到激發(fā)態(tài)并注入到電子傳輸層，空穴通過空??穴傳輸層流：向對電極。電．管趣傳輸?shù)诫姌O的空穴：結合從而形成一個光化學循環(huán)．，??即光生電流。??ｒ＾ｅ?ｈｖ??？?？？義??＞?ｎｏ??ＨＴＬ??Ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ??＾?Ｍｅｔａｌ??〇??■〇〇舂??圖１－３鈣鈦ＩＴ太陽能電池工：作機理示意圖＇??３??

■??＾?Ｖｏｌｔａｇｅ?Ｓｗｅｅｐ?Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ?４?＾?＼??旦?Ａ?－〇－?Ｆｏｒｗａｒｄ?ｔｏ?Ｒｅｖｅｒｓｅ?Ｊ?＾?Ｃ?＼??ｔ－１０?—Ａｖｅｒｓｅ?ｔｏ?Ｆｏｒｗａｒｄ?ｆ?．?ｊ?Ｖ?ｇ?＼ｌ＾ｔｉ２ｌ＆２６７ｎｓ??ｊ?Ｓ２?／?＼?＾??－０．５?０．０?０．５?１．０?°?７２０?７６０?８００?８４０?〇?５００?１０００?１５００??Ｖｏｌｔａｇｅ?（Ｖ）?Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ?（ｎｍ）?Ｔｉｍｅ?（ｎｓ）??（ｄ）?（ｅ）?（ｆ）??圖１－５溫度和薄膜退火。（ａ）比較熱涂附法和常規(guī)后退火法沉積薄膜的晶粒尺寸與溫度??的關系；（ｂ）平均ＰＣＥ?（左）和石（右＞?與昴粒尺寸的關系；（ｃ）ＰＣＥ與吸光層??的體迀移率相關（標簽為晶粒尺寸）；（ｄ）�。葤吆头磼叩模剩颂匦员砻鳑]有爾滯??現(xiàn)象［１７］；未退火和退火的齊鈦礦的Ｃｅ）穩(wěn)態(tài)光致發(fā)光光譜和？時間分辨光致發(fā)??光動態(tài)光譜Ｍ??１．３．２．２前驅體化學??鈣鈦礦前驅體溶液對薄膜的形貌和器件性能有重要的影響，如前驅體組成［３５］、??溶液濃度［３６］、溶液老化時間［３７］和溶劑選擇［３８］等西素。難溶性無機鉛鹽需要選擇強??極性非質子有機溶劑。溶劑的沸點和蒸氣壓決定了溶劑的蒸發(fā)速率。溶劑的粘度??影響襯底的潤濕性，從而影響薄膜的形成。此外，某些高極性非質子有機溶劑的??路易斯堿性質可能會誘導溶劑和溶質配位以調節(jié)結晶過程。因此，溶劑化能力在??決定鈣鈦礦結晶過程中起關鍵作用。鈣鈦礦前驅體溶液被認為是具有軟膠體骨架??的膠體團簇，且若干配位絡合物構成膠體骨架。膠體團簇的大小由添加劑（ｃｒ和??ＢＤ控制。因此在熱涂附法中，優(yōu)化鈣鈦礦


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