本文關(guān)鍵詞：鈣鈦礦太陽(yáng)能電池光吸收層薄膜的制備與氮化鎵納米線(xiàn)陣列的合成

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【摘要】：能源危機(jī)始終是全人類(lèi)必須面對(duì)的一個(gè)大問(wèn)題,特別是煤炭、石油等傳統(tǒng)能源的持續(xù)使用會(huì)產(chǎn)生巨大的碳排放,危害全球氣候與人居環(huán)境,所以清潔能源的開(kāi)發(fā)和利用在當(dāng)前變得尤為重要。太陽(yáng)能是地球上大多數(shù)能源的起源,而太陽(yáng)能電池能夠?qū)崿F(xiàn)太陽(yáng)能到電能的直接轉(zhuǎn)化,是絕佳的清潔能源技術(shù)。其中鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)換效率在近幾年得到迅速的提高,吸引了研究人員極大的關(guān)注。在此背景下,本文采用液相旋涂法制備了平面型鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的光吸收層薄膜,系統(tǒng)地探究了旋涂工藝、退火條件、不同襯底、前驅(qū)體溶液組分等對(duì)鈣鈦礦薄膜覆蓋率及光吸收系數(shù)的影響,最后得到了高覆蓋率的CH3NH3Pb I3和CH3NH3PbI3-xClx薄膜,且二者都能在Ti O2上產(chǎn)生熒光淬滅現(xiàn)象,為制作鈣鈦礦太陽(yáng)能電池奠定了基礎(chǔ)。其中,一步法旋涂工藝得到的薄膜經(jīng)過(guò)氯苯處理,可實(shí)現(xiàn)CH3NH3PbI3的快速形核,晶粒大小均勻、薄膜表面平滑。兩步法的旋涂工藝預(yù)先旋涂得到Pb I2薄膜,經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化也可得到晶粒大小均勻的CH3NH3PbI3薄膜,而轉(zhuǎn)化過(guò)程中引入DMF蒸汽可使晶粒進(jìn)一步長(zhǎng)大。CH3NH3PbI3-xClx薄膜在不同的襯底及不同的退火條件下表現(xiàn)出不同的形貌,具有一定表面粗糙度的襯底利于薄膜的覆蓋,相對(duì)低的退火溫度利于形成光滑的薄膜。一維納米半導(dǎo)體材料具有許多優(yōu)越的性能,在制作太陽(yáng)能電池及高性能電子器件中都有重要的應(yīng)用。GaN材料以其獨(dú)有的寬帶隙、高的擊穿電場(chǎng)、高的熱導(dǎo)率、以及高的電子飽和速率,成為第三代半導(dǎo)體材料的代表。本文采用簡(jiǎn)單的化學(xué)氣相沉積的方法制備了GaN納米線(xiàn),經(jīng)過(guò)XRD和TEM表征分析,發(fā)現(xiàn)我們生長(zhǎng)的GaN納米線(xiàn)為六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)的單晶,納米線(xiàn)沿著[0001]方向擇優(yōu)生長(zhǎng)。通過(guò)SEM發(fā)現(xiàn)了不同金屬催化生長(zhǎng)的GaN納米線(xiàn)形貌的差異,并研究了具有特殊形貌的GaN納米線(xiàn)的生長(zhǎng)機(jī)理。此外,通過(guò)控制反應(yīng)氣體流量調(diào)控氣氛中Ga和N的比例及控制金屬催化劑的厚度等措施增加形核點(diǎn)數(shù)目,實(shí)現(xiàn)了GaN納米線(xiàn)陣列的生長(zhǎng)。
【關(guān)鍵詞】：鈣鈦礦 覆蓋率 納米線(xiàn)
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TB383.2;TM914.4
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-21
• 1.1 研究背景及意義8-9
• 1.2 太陽(yáng)能電池9-11
• 1.2.1 太陽(yáng)光譜9-11
• 1.2.2 太陽(yáng)能電池的工作原理11
• 1.3 太陽(yáng)能電池的分類(lèi)11-15
• 1.3.1 硅太陽(yáng)能電池12-13
• 1.3.2 化合物半導(dǎo)體太陽(yáng)能電池13-14
• 1.3.3 有機(jī)聚合物太陽(yáng)電池14
• 1.3.4 染料敏化太陽(yáng)能電池14-15
• 1.4 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的發(fā)展歷程及存在的問(wèn)題15-20
• 1.4.1 敏化鈣鈦礦太陽(yáng)能電池15-16
• 1.4.2 敏化鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中的支撐層材料16-17
• 1.4.3 平面異質(zhì)節(jié)結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池17
• 1.4.4 反型結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池17-18
• 1.4.5 鈣鈦礦中載流子的傳輸特性18
• 1.4.6 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的穩(wěn)定性18-19
• 1.4.7 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的遲滯效應(yīng)19-20
• 1.5 本文主要的研究?jī)?nèi)容20-21
• 第二章 有機(jī)金屬鹵化物鈣鈦礦CH_3NH_3PbI_3薄膜的制備21-32
• 2.1 鈣鈦礦材料21-24
• 2.2 一步法旋涂制備MAPbI_3薄膜24-28
• 2.2.1 碘化甲銨的制備24
• 2.2.2 TiO_2致密層的制備24-25
• 2.2.3 MAPbI_3薄膜的制備25-28
• 2.3 兩步法旋涂制備MAPbI_3薄膜28-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第三章 CH_3NH_3PbI_(3-x)Cl_x薄膜的制備32-42
• 3.1 CH_3NH_3PbI_(3-x)Cl_x薄膜中Cl的作用32-33
• 3.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程33
• 3.3 前驅(qū)體溶液濃度的影響33-35
• 3.4 襯底對(duì)形貌的影響35-39
• 3.4.1 TiO_2和PEDOT:PSS的修飾作用36-37
• 3.4.2 TiO_2厚度的影響37-39
• 3.5 退火溫度及時(shí)間的影響39-41
• 3.6 本章小結(jié)41-42
• 第四章 CVD方法生長(zhǎng)GaN納米線(xiàn)陣列42-54
• 4.1 GaN材料的發(fā)展歷程42-43
• 4.2 GaN材料的特性43-44
• 4.2.1 物理性質(zhì)43-44
• 4.2.2 化學(xué)性質(zhì)44
• 4.2.3 電學(xué)性質(zhì)44
• 4.3 GaN納米線(xiàn)的研究現(xiàn)狀44-46
• 4.3.1 化學(xué)氣相沉積44-45
• 4.3.2 激光燒蝕法45
• 4.3.3 有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積45-46
• 4.4 CVD合成GaN納米線(xiàn)46-52
• 4.4.1 CVD實(shí)驗(yàn)設(shè)備46
• 4.4.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程46-47
• 4.4.3 催化劑的選擇47-50
• 4.4.4 特殊形貌的GaN納米線(xiàn)50-51
• 4.4.5 GaN納米線(xiàn)陣列的制備51-52
• 4.5 本章小結(jié)52-54
• 第五章 全文總結(jié)54-56
• 參考文獻(xiàn)56-61
• 致謝61

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1 王敬,熊貴光;金屬納米線(xiàn)陣列的光學(xué)非線(xiàn)性增強(qiáng)因子的分析和計(jì)算[J];光子學(xué)報(bào);2004年02期

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本文編號(hào)：524502