近年來,鈣鈦礦太陽能電池(Perovskite solar cell)發(fā)展迅速,目前實驗室最高光電轉(zhuǎn)化效率已經(jīng)達到23.7%,展現(xiàn)出廣闊的商業(yè)前景。鈣鈦礦太陽能電池具有多種不同的器件結(jié)構(gòu),其中,基于二氧化鈦/氧化鋯/碳三層介孔膜結(jié)構(gòu)并且可采用印刷工藝制備的介觀鈣鈦礦太陽能電池(以下稱“可印刷介觀鈣鈦礦太陽能電池”)具有結(jié)構(gòu)簡單和原材料成本低的特點,因此備受關注�？捎∷⒔橛^鈣鈦礦太陽能電池的介孔膜采用絲網(wǎng)印刷制備,厚度通常在0.5~3.0μm,本文針對可印刷介觀鈣鈦礦太陽能電池的印刷工藝展開研究,主要內(nèi)容包括:(1)介孔膜印刷膜厚及均勻性研究,針對印刷介孔膜邊緣存在類似于咖啡環(huán)效應造成的凸起現(xiàn)象,選取介孔膜形貌平穩(wěn)區(qū)域和基底之間的高度差作為印刷膜厚;在尺寸為10 cm×10 cm的基底上印刷二氧化鈦介孔膜,并選取不同區(qū)域(最多81個點)的膜厚進行對比和分析。(2)二氧化鈦介孔膜和二氧化鋯介孔膜的印刷,主要包含通過調(diào)控印刷漿料固含量和粘度以及印刷速度、壓力、間距等工藝參數(shù),實現(xiàn)了二氧化鈦介孔膜印刷膜厚在400~800 nm范圍可調(diào),二氧化鋯介孔膜印刷厚度在2~3μm范圍可調(diào)。(3)二氧化鈦介孔膜和二氧化鋯介孔膜印刷膜厚對器件性能的影響,通過對比采用不同厚度介孔膜所制備可印刷介觀鈣鈦礦太陽能電池的性能,制備出光電轉(zhuǎn)換效率接近12%的大面積(基底面積100 cm~2)可印刷介觀鈣鈦礦太陽能器件。本文通過對可印刷介觀鈣鈦礦太陽能電池的印刷工藝進行研究,為其性能提升和工藝改進提供了技術(shù)參考。
【學位單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TM914.4
【部分圖文】：

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圖 1.2 各種類太陽能電池最高光電轉(zhuǎn)換效率研究進展[2]由圖 1.2 所示，隨著科研人員長期深入的研究，各類型太陽能電池公證的光電轉(zhuǎn)化效率均有大幅度提升。紫色類型效率最高，基本為多結(jié)砷化鎵半導體片堆疊集成式太陽能電池，其中四結(jié)以上集成式太陽能電池已達到了 46%的公證效率。該類型的電池器件成本高并且工藝復雜，可用于軍事工業(yè)領域或者地面高倍聚光光伏系統(tǒng)。藍色類型為晶體硅太陽能電池，從上世紀 70 年后期開始，其中單晶硅非集成太陽能電池便參與光電轉(zhuǎn)化效率的公證并且由初期的 13%跨越至 2017 年最新記錄的26.3%[3]。25 ℃下非集成式硅晶太陽能電池的極限效率可達 29.43%[4]，由此說明單晶硅太陽能電池在原材料制備以及后期工藝加工等方面已經(jīng)趨于完善。硅晶太陽能電池研究歷史悠久同時其產(chǎn)品市場占有率最高。綠色類型為薄膜太陽能電池，主要有銅銦鎵硒太陽能電池、碲化鎘太陽能電池以及非晶硅太陽能電池。雖然該類型電

開發(fā)出第二代介觀太陽能電池，稱為鈣鈦礦太陽能3 年獲得技術(shù)突破，實驗室光電轉(zhuǎn)換效率達到 9.7%，升至 23.7%，該效率超過了多晶硅太陽能電池、碲硒薄膜太陽能電池的實驗室效率，被認為是新一代5, 16]。鈦礦太陽能電池材料結(jié)構(gòu)與性質(zhì)種鈦酸鈣（CaTiO3）氧化物并且存在于鈣鈦礦石中 Perovski 發(fā)現(xiàn)，由此而得名。在本文中，我們針對晶體進行研究，該晶體屬于立方晶系，其分子通式示。
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本文編號：2840599