本文關(guān)鍵詞：鈣鈦礦太陽(yáng)能電池新型光陽(yáng)極電荷傳輸性能的研究

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【摘要】：鈣鈦礦太陽(yáng)能電池由于其成本低廉,工藝簡(jiǎn)單,使其成為研究的熱點(diǎn),自2009年以來(lái),效率從3.9%提高到20.1%,發(fā)展迅猛。平板電池具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì),也成為研究熱點(diǎn),但它的滯回現(xiàn)象嚴(yán)重;介孔型電池結(jié)構(gòu)復(fù)雜,滯回現(xiàn)象沒(méi)有平板嚴(yán)重,但是電荷在介孔層上的復(fù)合嚴(yán)重,因此我們從以上兩點(diǎn)出發(fā),探索能改善其性能的實(shí)驗(yàn)方法。我們將α-氧化鐵作為電子傳輸層應(yīng)用在平板電池里面,和傳統(tǒng)的二氧化鈦相比,展現(xiàn)了較小的滯回現(xiàn)象和較高的穩(wěn)定性。由于α-氧化鐵與空穴傳輸層之間有較高的電勢(shì),使得它具有更有效的電荷提取、運(yùn)輸和較小的電荷復(fù)合,以及較高的穩(wěn)定電流。因此,鈣鈦礦層與α-氧化鐵界面電荷積累顯著減少,使得J-V測(cè)試對(duì)掃描速度和方向不太敏感。此外,α-氧化鐵的平板電池顯示了良好的穩(wěn)定性,當(dāng)暴露于環(huán)境空氣30天的時(shí)間,效率僅降低約5%,這歸因于α-氧化鐵的疏水性。為了提高電荷傳輸和收集,熱電材料鈷酸鈉納米纖維通過(guò)靜電紡絲的方法,和二氧化鈦形成同軸的核殼結(jié)構(gòu),和漿料二氧化鈦以一定的比例混合在一起,然后應(yīng)用在鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中。鈷酸鈉/二氧化鈦核殼結(jié)構(gòu)的加入,在熱電動(dòng)勢(shì)的驅(qū)動(dòng)下使得電子定向移動(dòng),因此可以加速電子從鈣鈦礦層傳輸?shù)诫娮觽鬏攲�。我們的研究結(jié)果表明,在光陽(yáng)極產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì)推動(dòng)電子傳輸和收集,從而抑制電荷復(fù)合。而且電子的注入效率也有提高,最高的光電轉(zhuǎn)換效率是加入質(zhì)量比為9.1wt%的鈷酸鈉/二氧化鈦核殼結(jié)構(gòu),提高了電池的電流密度,使得電池效率提高了約20%。
【關(guān)鍵詞】：鈣鈦礦太陽(yáng)能電池 氧化鐵 鈷酸鈉/二氧化鈦核殼結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-23
• 1.1 引言10-11
• 1.2 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池11-17
• 1.2.1 發(fā)展史11-12
• 1.2.2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)12-13
• 1.2.3 工作原理13-15
• 1.2.4 工作參數(shù)15-17
• 1.3 平板型和介孔型鈣鈦礦太陽(yáng)能電池17-18
• 1.4 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中的電子傳輸層18-21
• 1.5 選題意義和主要內(nèi)容21-23
• 第二章 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池材料合成與測(cè)試方法23-32
• 2.1 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池材料合成23-30
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品23-24
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器24
• 2.1.3 TiO_2漿料的制備24-25
• 2.1.4 介孔層燒結(jié)方法25-26
• 2.1.5 甲胺碘的制備26
• 2.1.6. NaCo_2O_4納米纖維的制備26-27
• 2.1.7 TiO_2納米纖維的制備27-28
• 2.1.8 TiO_2/NaCo_2O_4同軸納米纖維的制備28-29
• 2.1.9 FTO玻璃的清洗29-30
• 2.2 表征測(cè)試方法30-31
• 2.2.1 電流密度-電壓(J-V)曲線(xiàn)30
• 2.2.2 X射線(xiàn)衍射（XRD）30
• 2.2.3 掃描電子顯微鏡（SEM）和透射電子顯微鏡（TEM）30-31
• 2.2.4 紫外可見(jiàn)光譜（UV-vis spectrum）31
• 2.3 本章小結(jié)31-32
• 第三章 α-Fe_2O_3作為電子傳輸層的研究32-45
• 3.1 平板型太陽(yáng)能電池的制備流程32-33
• 3.2 平板型鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)測(cè)試表征33-36
• 3.2.1 致密層的場(chǎng)發(fā)射SEM測(cè)試33-34
• 3.2.2 致密層Fe_2O_3的XRD測(cè)試34-35
• 3.2.3 鈣鈦礦層表面的SEM測(cè)試35
• 3.2.4 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池?cái)嗝鏈y(cè)試35-36
• 3.3 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池性能測(cè)試分析36-44
• 3.3.1 電池J-V曲線(xiàn)分析36-37
• 3.3.2 電流密度的瞬時(shí)值及IPCE曲線(xiàn)分析37-38
• 3.3.3 功函數(shù)、穩(wěn)態(tài)熒光光譜和時(shí)間分辨熒光衰減曲線(xiàn)分析38-42
• 3.3.4 電池在空氣環(huán)境下的穩(wěn)定性及接觸角分析42-44
• 3.4 本章小結(jié)44-45
• 第四章 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池介孔層的修飾45-57
• 4.1 介孔型鈣鈦礦太陽(yáng)能電池制備流程45-47
• 4.2 NaCo_2O_4/TiO_2納米纖維47-48
• 4.2.1 NaCo_2O_4/TiO_2納米纖維結(jié)構(gòu)表征47
• 4.2.2 NaCo_2O_4/TiO_2的XRD表征47-48
• 4.3 不同比例NaCo_2O_4/TiO_2的鈣鈦礦層表面48-51
• 4.3.1 不同比例NaCo_2O_4/TiO_2的鈣鈦礦層表面場(chǎng)發(fā)射SEM表征48-49
• 4.3.2 添加不同比例NaCo_2O_4/TiO_2的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的J-V曲線(xiàn)49-51
• 4.4 純TiO_2納米纖維51-52
• 4.4.1 TiO_2納米纖維結(jié)構(gòu)表征51
• 4.4.2 添加不同比例TiO_2納米纖維的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的J-V曲線(xiàn)51-52
• 4.5 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的性能分析52-56
• 4.5.1 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的IPCE曲線(xiàn)及分析53-54
• 4.5.2 鈣鈦礦層吸收曲線(xiàn)及分析54-55
• 4.5.3 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池穩(wěn)態(tài)光致發(fā)光光譜、時(shí)間分辨光譜及分析55-56
• 4.6 本章小結(jié)56-57
• 第五章 結(jié)論57-59
• 致謝59-60
• 參考文獻(xiàn)60-67
• 攻讀碩士期間取得的成果67-68

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王曉莉,姚熹;復(fù)雜組成鈣鈦礦材料中的納米分相[J];西安交通大學(xué)學(xué)報(bào);1995年09期

2 莊志強(qiáng);王蘊(yùn)輝;施紅陽(yáng);;鈮鎂酸鉛類(lèi)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)鐵電多晶體的制備技術(shù)[J];華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1992年03期

3 趙旭,栗萍,唐貴德,張變芳,禹日程;Nb摻雜對(duì)雙鈣鈦礦化合物居里溫度的影響[J];河北師范大學(xué)學(xué)報(bào);2004年04期

4 李福q，

本文編號(hào)：645337