鈣鈦礦電池具有高效率、低成本、易制備等優(yōu)點(diǎn),是一種非常有發(fā)展前景的新型太陽能電池。然而存在的電流電壓滯后效應(yīng)及器件長效穩(wěn)定性等問題嚴(yán)重制約了其大規(guī)模的應(yīng)用與發(fā)展。如何在保證高效率的基礎(chǔ)上,抑制滯后效應(yīng)的發(fā)生,并提高器件的穩(wěn)定性是目前需要攻破的主要問題。本論文旨在制備高效穩(wěn)定的鈣鈦礦太陽能電池。首先著眼于制備具有高光吸收和結(jié)晶性的鈣鈦礦吸光層,并引入添加物繼續(xù)優(yōu)化吸光層形貌和結(jié)晶性,然后通過元素?fù)诫s調(diào)控電子傳輸層與鈣鈦礦吸光層的能級(jí)匹配,提高載流子分離傳輸效率,以抑制滯后效應(yīng),最后在鈣鈦礦吸光層和空穴傳輸層之間沉積疏水界面層,以提高器件的環(huán)境穩(wěn)定性。具體研究內(nèi)容如下:（1）在兩步法制備鈣鈦礦吸光層的過程中,將氯苯作為反溶劑誘導(dǎo)致密碘化鉛轉(zhuǎn)化為多孔結(jié)構(gòu),結(jié)合吸收譜和x射線衍射譜研究了不同形貌碘化鉛對(duì)鈣鈦礦晶相轉(zhuǎn)化的影響。通過氯苯反溶劑處理制備了具有均勻致密無孔洞的鈣鈦礦薄膜,并提高了鈣鈦礦吸光層的光吸收和結(jié)晶性。這主要是由于氯苯反溶劑處理可在致密碘化鉛薄膜使表面和內(nèi)部產(chǎn)生大量的孔洞,為鹵化甲胺溶液的滲入提供了空間和通道,使其與底層碘化鉛充分接觸并反應(yīng),提高了碘化鉛到鈣鈦礦的晶相轉(zhuǎn)化效率。組... 

【文章來源】：北京科技大學(xué)北京市211工程院校教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

不同種類鈣欽礦材料的能級(jí)分布

圖２．２半導(dǎo)體材料禁帶寬度和極限光電轉(zhuǎn)換效率關(guān)系圖??此外，Ａ、Ｂ、Ｘ位的元素所占比例的不同，會(huì)對(duì)鈣鈦礦材料能級(jí)分布產(chǎn)生極??大的影響，如圖２．３所示。對(duì)于Ａ位，通常原子半徑越小，帶隙越大，原子半徑??越大，帶隙越�。摺＠�，ＣｓＰｂＩ３的帶隙為１．７３ｅＶ，?ＭＡＰｂＩ３的帶隙為１．５５ｅＶ，??ＦＡＰｂＩ３的帶隙為１．４８?ｅＶ。對(duì)于Ｘ位，通常Ｂｒ基摻雜會(huì)引起帶隙增加，例如，ＭＡＰｂＩ３??鈣鈦礦的帶隙為１．５５ｅＶ，ＭＡＰｂＢｒ３的帶隙為２．２ｅＶ。因此，通過對(duì)Ａ、Ｂ、Ｘ位??元素的協(xié)同調(diào)控，可實(shí)現(xiàn)鈣鈦礦帶隙的連續(xù)調(diào)控。??－３．０?—?Ａ?＾?Ｘ?１．５??？３．５－?篇?羽?．．．．５４）??．?，?－Ｗｒ?Ｓ６９?濟(jì)??利二?＇?Ｍ勒?－ｒ，?？?羽??－５．０－?．５４２?鱗?－５．２??＾?，３?鉍如紀(jì)?Ｍ?“?＾?Ｈ?島氣尨：、５??—６．０－?

?０．０５７?ｍｏｌ／ｌ．?０．０６３?ｍｏｌ／Ｌ??圖２．６兩步法不同條件制備的鈣鈦礦薄膜形貌．（ａ）不同濃度的甲胺碘溶液，（ｂ）熱退火，??（ｃ）溶劑退火。??３．氣相法??氣相法（ｖａｐｏｒ?ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｍｅｔｈｏｄ）主要米用蒸發(fā)纟丐鈦礦材料的一種或多種來??制備鈣鈦礦薄膜。由于氣相比液相接觸更加均勻緊密，故產(chǎn)生的薄膜質(zhì)量也更高。??ＭＡＰｂＩ３的高溫分解溫度在３５０°Ｃ，若蒸發(fā)源為ＭＡＰｂＩ３，蒸發(fā)過程中會(huì)發(fā)生分解，??因此需采用雙源進(jìn)行蒸發(fā)沉積。Ｓｎａｉｔｈ教授首采用？１）（：１２和＾＾１雙源沉積法，制??備了均勻致密的的鈣鈦礦薄膜，如圖２．７?（ａ）所示，獲得了?１５．４％的光電轉(zhuǎn)換效率??ｍ。但此方法難以控制，Ｃｕｉ教授采用連續(xù)氣相沉積法（如圖２．７?（ｂ）），先沉積一??層Ｐｂｌ２，在沉積一層ＭＡＬ連續(xù)進(jìn)行，制備高質(zhì)量鈣鈦礦薄膜ｌ２６１。Ｙａｎｇｙａｎｇ教授??首先液相法沉積一層Ｐｂｌ２薄膜，然后采用ＭＡ丨氣體與其反應(yīng)生成鈣鈦礦，由于??ＭＡＩ所需蒸發(fā)溫度較低


本文編號(hào)：3620794