發(fā)布時間：2024-04-09 23:37

　　有機-無機金屬鹵化物鈣鈦礦材料憑借其優(yōu)異的光吸收特性、低激子結合能、長載流子擴散長度以及易溶液制備等特點而受到廣泛關注。鈣鈦礦太陽電池更是發(fā)展迅速,其光電轉換效率已超過24%,具有廣闊的發(fā)展前景。鈣鈦礦材料的特性調控、薄膜缺陷的抑制與鈣鈦礦電池器件結構的優(yōu)化設計是鈣鈦礦太陽電池性能提升的主要研究方向。鈣鈦礦材料獨特的自摻雜特性可以實現(xiàn)導電類型的調控,為電池器件結構的設計提供了新的方向。本論文從鈣鈦礦材料自摻雜特性的物理本質入手,實現(xiàn)鈣鈦礦薄膜自摻雜特性的調控,進一步設計新型高效鈣鈦礦太陽電池結構,主要研究內(nèi)容如下:利用開爾文探針顯微鏡(KPFM)和導電原子力顯微鏡(C-AFM)研究了鈣鈦礦(MAPbI3)薄膜的表面缺陷,分析了其優(yōu)化改性的影響因素。研究反映,鈣鈦礦薄膜表面缺陷產(chǎn)生的電子陷阱可以通過退火處理進行控制,從而顯著提高鈣鈦礦太陽電池的光電轉換效率,抑制了遲滯現(xiàn)象;退火溫度從60℃C提升到130℃C,使得太陽電池效率由10.9%提升至17.1%。這為抑制鈣鈦礦薄膜表面缺陷、提升薄膜質量提供了有效的思路,也為進一步實現(xiàn)高效、無電流遲滯的鈣鈦礦太陽電池的研究制備奠定了基礎。通過工藝調...

【文章頁數(shù)】：131 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－５鈣鈦礦太陽電池中功能層的能級示意圖［５４］，??包?

換效率的不同。真空沉積中最常見的方法是一步前驅體沉積、連續(xù)氣相沉積和雙??源真空沉積。在溶液加工方法中，一步旋涂法、兩步旋涂法、氣相輔助溶液處理??和噴涂法是一些最常見的沉積方法［４Ｍ３］（如圖１－４所示）。??（ａ）?ＭＡＩ＋ＰｂＩ，／ＤＭＦ?（ｂ）?％?Ｐｂｌ．／ＤＭＦ?（ｃ....

圖１－７鈣鈦礦太陽電池中的電荷傳輸通道ＰＩ：?ａ）介孔結構；ｂ）平面結構??Ｆｉｇｕｒｅ?１－７?Ｃｈａｒｇｅ?ｔｒａｎｓｐｏｒｔ?ｃｈａｎｎｅｌｓ?ｉｎ?ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ?ｓｏｌａｒ?ｃｅｌｌｓ：??

荷傳輸通道通常依照這兩種器件結構的性質進行討論。在介孔結構中，鈣鈦礦層??在多孔的半導體金屬氧化物（如Ｔｉ〇２）上形成，構建了相互滲透的網(wǎng)絡，因此，??光生電子可以沿Ｔｉ〇２區(qū)域到陰極，而空穴沿鈣鈦礦區(qū)域被傳輸?shù)疥枠O（如圖１－??７［７５］）。??（ａ）?（ｂ）?！—?ｎ－ｔｙｐ....

圖３－３穩(wěn)態(tài)ＰＬ表征：ａ）未退火與１３０°Ｃ下３０分鐘退火處理的ＭＡＰｂｉ；薄膜的ＰＬ譜圖，??插圖為ＰＬ光譜中通過高斯擬合提取的陷阱相關發(fā)光峰；??

華北電力大學博士學位論文??前文從圖３－１可知，Ｃ－ＡＦＭ測得的光電流是由光生空穴引起的。所以，如??圖３－２所示，隨著退火溫度和退火時間的增加，光電流的增加意味著在較高的退??火溫度和較長的退火時間下，ＭＡＰｂＩ３表面會產(chǎn)生大量的光生空穴。從圖３－２中??的ＫＰＦＭ測得的表面電....

圖３－４不同溶劑（ＤＭＳＯ／ＤＭＦ）和不同退火溫度（未退火、６０°Ｃ、１００°Ｃ、１３０°Ｃ）制備的??ＭＡＰｂＩ３薄膜的ＳＥＭ表面形貌研宄??２７??

３．４．１薄膜晶粒尺寸與表面電學特性的關系??先前的結果己知ＫＰＦＭ測得的表面電勢和Ｃ－ＡＦＭ測得的光電流伴隨著??ＭＡＰｂｈ薄膜晶粒尺寸的增大而增加，其表面的形貌如圖３－２的ＡＦＭ和圖３－４的??ＳＥＭ所測得的俯視圖所示。未經(jīng)過熱退火的ＭＡＰｂｂ薄膜展現(xiàn)出小顆粒狀的表??面（圖....

本文編號：3949805