發(fā)布時(shí)間：2017-08-09 23:06

  本文關(guān)鍵詞：鈣鈦礦太陽(yáng)能電池二氧化鈦致密層與復(fù)合多孔層的制備及性能研究

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【摘要】：鈣鈦礦太陽(yáng)能電池(PSC)是近年來(lái)新型太陽(yáng)能電池開(kāi)發(fā)的重要研究成果。與現(xiàn)有的其他第三代太陽(yáng)能電池技術(shù)相比,它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制備成本低,以及優(yōu)異的雙極性載流子輸運(yùn)能力等多方面的優(yōu)勢(shì),已經(jīng)引起科學(xué)家們的廣泛關(guān)注。現(xiàn)今對(duì)鈣鈦礦太陽(yáng)電池研究的熱點(diǎn),主要集中在作為光子收集材料的CH3NH3PbI3(MAPbI3)及類似有機(jī)鹵化物的合成、改性以及結(jié)晶成膜性研究。然而,作為傳統(tǒng)光陽(yáng)極材料的TiO_2,在這種新型電池中依然得到了廣泛應(yīng)用。TiO_2在電池中起到抑制發(fā)生在FTO導(dǎo)電玻璃界面的電子復(fù)合、提供電子傳輸通道的重要作用。因此,調(diào)控TiO_2致密/多孔層結(jié)構(gòu),改善其與MAPbI3的層間接觸是提高鈣鈦礦太陽(yáng)電池光電轉(zhuǎn)換效率的有效途徑。本文對(duì)鈣鈦礦電池的TiO_2致密/多孔層的主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下:1.在C4H11NO2作為反應(yīng)抑制劑和用乙醇按1:1體積比的溶膠稀釋濃度,旋涂轉(zhuǎn)速5000 r/min,旋涂1次的工藝下制得TiO_2致密層,在此基礎(chǔ)上制備的鈣鈦礦電池得到了9.34%的最佳轉(zhuǎn)化效率。2.對(duì)于TiO_2多孔層,采用ZrO2納米顆粒對(duì)其進(jìn)行修飾,并加入聚乙二醇-400作為混合漿料的分散劑。在摻入ZrO2與TiO_2質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為2.5%的ZrO_2納米顆粒,獲得了最高轉(zhuǎn)化效率為11.4%的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池。3.探索了運(yùn)用不同抑制原理的抑制劑并控制它們所制備溶膠的稀釋濃度、旋涂工藝參數(shù)調(diào)控等方法,獲得基于FTO基底的、成膜效果良好的TiO_2致密層薄膜,從而有效抑制電子-空穴在FTO表層的復(fù)合,進(jìn)一步優(yōu)化鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的性能。4.利用ZrO_2惰性顆粒覆蓋致密層表面可能存在的缺陷或孔洞,并探索了制備該混合漿料在分散劑作用下的最佳配比,獲得了界面接觸更好,電子傳輸損耗更小的優(yōu)良電子傳輸層結(jié)構(gòu)。本實(shí)驗(yàn)制備出的新型復(fù)合光陽(yáng)極結(jié)構(gòu),為豐富太陽(yáng)能電池光陽(yáng)極結(jié)構(gòu)多樣性、提高太陽(yáng)能電池效率提供了一種新的思路。
【關(guān)鍵詞】：鈣鈦礦太陽(yáng)能電池 光陽(yáng)極 TiO_2 ZrO_2
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM914.4
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-16
• 變量注釋表16-17
• 1 緒論17-31
• 1.1 引言17-18
• 1.2 薄膜太陽(yáng)能電池的分類18-22
• 1.3 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的特點(diǎn)與發(fā)展22-24
• 1.4 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀24-28
• 1.5 本文的研究目的與內(nèi)容28-31
• 2 實(shí)驗(yàn)材料、設(shè)備與表征方法31-35
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器31-32
• 2.2 材料表征方法32-34
• 2.3 本章小結(jié)34-35
• 3 不同抑制劑制備TiO_2致密層的工藝研究及性能表征35-46
• 3.1 引言35-36
• 3.2 TiO_2致密層及鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的制備36-39
• 3.3 TiO_2致密層及鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的表征39-45
• 3.4 本章小結(jié)45-46
• 4 溶膠濃度以及旋涂工藝對(duì)制備TiO_2致密層的影響研究46-59
• 4.1 引言46-47
• 4.2 基于調(diào)控溶膠濃度和旋涂參數(shù)的TiO_2致密層及鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的制備..3147-49
• 4.3 基于調(diào)控溶膠濃度和旋涂參數(shù)的TiO_2致密層及鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的表征49-58
• 4.4 本章小結(jié)58-59
• 5 ZrO2-TiO_2復(fù)合多孔層的制備及性能表征59-73
• 5.1 引言59-61
• 5.2 ZrO_2-TiO_2復(fù)合多孔層及鈣鈦礦電池的制備61-62
• 5.3 ZrO_2-TiO_2復(fù)合多孔層及鈣鈦礦電池的表征62-72
• 5.4 本章小結(jié)72-73
• 6 結(jié)論73-75
• 參考文獻(xiàn)75-83
• 作者簡(jiǎn)歷83-85
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集85

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