鈣鈦礦太陽能電池作為一種非常有潛力的新型太陽能電池,其不斷攀升的光電轉(zhuǎn)換效率引起了人們的廣泛關(guān)注。然而,高效鈣鈦礦太陽能電池所采用的光吸收層材料甲胺鉛碘（CH₃NH₃PbI₃,也即MAPbI₃）極其不穩(wěn)定,特別是在潮濕環(huán)境下,導(dǎo)致器件光電轉(zhuǎn)換效率在短時間內(nèi)發(fā)生劇烈衰減。這表明水分子在MAPbI₃降解過程中扮演了重要角色,然而關(guān)于水分子在MAPbI₃表面的吸附狀態(tài)還不是很明確。另外,實驗上報道稱石墨烯的加入提高了鈣鈦礦太陽能電池的穩(wěn)定性和光電性能,但是微觀層面上的解釋還比較缺乏。為此,本文采用基于第一性原理的密度泛函理論,試圖通過研究水分子在MAPbI₃（001）表面的吸附行為來理解MAPbI₃在降解初期的情況。同時,研究了石墨烯在提高MAPbI₃在潮濕環(huán)境下穩(wěn)定性的作用機制,并通過界面調(diào)控提高MAPbI₃/石墨烯異質(zhì)結(jié)界面的載流子分離效率。以下為具體的研究內(nèi)容及結(jié)論:1... 

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)
    1.3 鈣鈦礦太陽能電池器件結(jié)構(gòu)
    1.4 鈣鈦礦太陽能電池的研究進展
    1.5 MAPbI_3 的穩(wěn)定性及其界面研究
    1.6 本論文的研究目的與意義
第2章 理論基礎(chǔ)與計算方法
    2.1 引言
    2.2 密度泛函理論
        2.2.1 Hohenberg-Kohn定理
        2.2.2 Kohn-Sham方程
        2.2.3 交換關(guān)聯(lián)泛函
    2.3 平面波贗勢方法
    2.4 第一性原理的計算流程與軟件介紹
        2.4.1 第一性原理計算流程
        2.4.2 計算軟件介紹
    2.5 本章總結(jié)
第3章 MAPbI_3(001)表面及水分子的吸附
    3.1 引言
    3.2 計算方法與物理模型
    3.3 MAPbI_3 的體相及(001)表面結(jié)構(gòu)
        3.3.1 MAPbI_3 的體相結(jié)構(gòu)
        3.3.2 MAPbI_3 的(001)表面結(jié)構(gòu)
    3.4 水分子在MAPbI_3(001)表面的吸附
        3.4.1 水分子吸附對MAPbI_3(001)表面結(jié)構(gòu)的影響
        3.4.2 水分子吸附對MAPbI_3(001)表面電學(xué)性質(zhì)的影響
    3.5 本章總結(jié)
第4章 潮濕環(huán)境下石墨烯對MAPbI_3的保護作用
    4.1 引言
    4.2 計算方法與物理模型
    4.3 水分子在MAPbI_3/石墨烯異質(zhì)結(jié)界面的吸附
    4.4 水分子吸附對MAPbI_3/石墨烯異質(zhì)結(jié)電學(xué)性質(zhì)的影響
    4.5 本章總結(jié)
第5章 MAPbI_3/石墨烯異質(zhì)結(jié)界面相互作用、電學(xué)性質(zhì)
    5.1 引言
    5.2 計算方法與物理模型
    5.3 MAPbI_3/石墨烯異質(zhì)結(jié)的界面相互作用
    5.4 MAPbI_3/石墨烯異質(zhì)結(jié)的能帶結(jié)構(gòu)
    5.5 MAPbI_3/石墨烯異質(zhì)結(jié)界面電荷分析
    5.6 MAPbI_3/石墨烯異質(zhì)結(jié)的帶邊調(diào)制
    5.7 本章總結(jié)
第6章 總結(jié)
參考文獻
致謝
附錄1:本論文的支撐材料
附錄2:攻讀碩士學(xué)位期間取得成果



本文編號：3693795