本文關鍵詞：新型鈣鈦礦太陽能電池制備及光電轉化性能研究

  更多相關文章： 鈣鈦礦太陽能電池 CH3NH3PbI3 兩步連續(xù)沉積法 共敏化

【摘要】：鈣鈦礦太陽能電池是一種新型薄膜太陽能電池,相對于傳統(tǒng)的液態(tài)染料敏化太陽能電池而言,其原材料成本低,制備過程能耗低、工藝簡單且電池光電轉換效率高,便于封裝,有利于大面積生產(chǎn)。目前,鈣鈦礦太陽能電池在短短6年內(nèi)電池效率提升到已認證的21%,向人們展示了其巨大的發(fā)展?jié)摿蛻脙r值,為太陽能電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展注入了強大的動力。本論文工作主要圍繞鈣鈦礦太陽能電池的工作機理、結構設計、以及制備工藝優(yōu)化等問題展開研究。同時前期CuInSe量子點敏化太陽能電池制備與性能表征工作為后期鈣鈦礦太陽能電池的機理分析與制備工藝技術的摸索等研究提供了寶貴的知識積累與測試表征經(jīng)驗。量子點敏化太陽能電池依然是液態(tài)敏化太陽能電池,相比較而言,全新固態(tài)高效CH_3NH_3PbI_3吸光材料及空穴傳輸材料Spiro-OMeTAD讓鈣鈦礦太陽能電池在效率提升,工藝生產(chǎn)方面有著不可比擬的優(yōu)勢。(1)兩步連續(xù)沉積方法制備了基于CH_3NH_3PbI_3材料的新型鈣鈦礦太陽能電池,PbI2與CH_3NH_3I的反應時間控制對CH_3NH_3PbI_3光電轉換層的顆粒尺寸和薄膜形貌以及電池光電轉化效率有很大的影響。通過調(diào)節(jié)PbI2與CH_3NH_3I的反應時間對兩步連續(xù)沉積方法制備鈣鈦礦太陽能電池進行了初步摸索,并獲得14.5%的轉化效率。(2)介孔TiO_2的孔隙結構對鈣鈦礦太陽能電池的短路電流產(chǎn)生很大的作用,為進一步提高電池光電轉化效率,以及研究TiO_2介孔層對電子的輸運機理,采用TiCl4水溶液對TiO_2介孔層進行不同時間處理,獲得了不同孔隙結構的TiO_2薄膜,并研究了TiO_2介孔層孔隙結構對CH_3NH_3PbI_3薄膜成膜特性以及電子輸運性能的影響,進一步將電池效率提高至接近15%(3)創(chuàng)新性采用真空連續(xù)澆注法制備了ZnO@CuInSe復合光陽極材料,并制備了CuInSe量子點與N719染料共敏化染料敏化太陽能電池,并對其光電性能進行研究,其電池效率達到6.66%
【關鍵詞】：鈣鈦礦太陽能電池 CH3NH3PbI3 兩步連續(xù)沉積法 共敏化
【學位授予單位】：石家莊鐵道大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-21
• 1.1 引言8
• 1.2 薄膜太陽能電池簡介8-9
• 1.3 鈣鈦礦太陽能電池簡介9-15
• 1.3.1 鈣鈦礦材料的晶體結構特點10
• 1.3.2 鈣鈦礦太陽能電池合成制備方法10-11
• 1.3.3 鈣鈦礦太陽能電池的結構以及工作機理11-13
• 1.3.4 鈣鈦礦太陽能電池的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.4 量子點敏化太陽能電池簡介15-19
• 1.4.1 量子點電池的結構和工作原理15-17
• 1.4.2 量子點電池研究現(xiàn)狀17-19
• 1.5 主要研究內(nèi)容和工作設想19-21
• 第二章 反應時間控制對鈣鈦礦太陽能電池性能的影響21-32
• 2.1 引言21
• 2.2 實驗部分21-23
• 2.2.1 原料與試劑21
• 2.2.2 鈣鈦礦材料制備21-22
• 2.2.3 鈣鈦礦太陽能電池組裝22
• 2.2.4 時間分辨瞬態(tài)熒光光譜測試（TRPL）22-23
• 2.2.5 薄膜粗糙度測試23
• 2.2.6 樣品表征測試23
• 2.3 結果與討論23-31
• 2.3.1 轉化時間控制與鈣鈦礦層顏色變化23-24
• 2.3.2 鈣鈦礦層物相分析及鈣鈦礦層的UV-Vis吸收圖譜24-26
• 2.3.3 鈣鈦礦薄膜SEM表面形貌表征及粗糙度AFM分析26-27
• 2.3.4 鈣鈦礦太陽能電池器件J-V數(shù)據(jù)分析27-29
• 2.3.5 鈣鈦礦太陽能電池器件單色光量子轉化效率（IPCE）測試29
• 2.3.6 時間分辨瞬態(tài)光譜分析（TRPL）分析29-31
• 2.4 本章小結31-32
• 第三章 介孔TiO_2孔隙結構控制對鈣鈦礦太陽能電池性能的影響32-44
• 3.1 引言32
• 3.2 實驗部分32-33
• 3.3 實驗結果與討論33-42
• 3.3.1 鈣鈦礦太陽能電池器件J-V測試33-35
• 3.3.2 介孔TiO_2表面形貌分析（SEM）及表面粗糙度測試（AFM）35-37
• 3.3.3 鈣鈦礦層表面形貌分析（SEM）及粗糙度分析（AFM）37-38
• 3.3.4 鈣鈦礦層物相（XRD）分析38-39
• 3.3.5 鈣鈦礦層的UV-Vis吸收圖譜39-40
• 3.3.6 電池器件單色光量子轉化效率（IPCE）40-41
• 3.3.7 時間分辨瞬態(tài)光譜分析（TRPL）分析41-42
• 3.4 本章小結42-44
• 第四章 ZnO@CuInSe/N719量子點共敏化太陽能電池制備和性能研究44-56
• 4.1 引言44
• 4.2 實驗部分44-47
• 4.2.1 原料與試劑44-45
• 4.2.2 材料制備45
• 4.2.3 ZnO@CuInSe/N719量子點共敏化太陽能電池組裝45-47
• 4.2.4 樣品表征和性能測試47
• 4.3 結果分析與討論47-55
• 4.3.1 ZnO@CuInSe薄膜物相(XRD)表征47-48
• 4.3.2 ZnO@CuInSe復合粉體XPS分析48-49
• 4.3.3 ZnO@CuInSe復合粉體透射電鏡(TEM)與表面形貌SEM測試49-51
• 4.3.4 ZnO@CuInSe薄膜UV-VIS吸收光譜分析51-52
• 4.3.5 ZnO@CuInSe復合粉體氮氣吸附脫附曲線分析52-53
• 4.3.6 ZnO@CuInSe光陽極染料敏化太陽能電池J-V曲線和IPCE圖譜分析53-55
• 4.4 本章小結55-56
• 第五章 結論與展望56-58
• 5.1 結論56-57
• 5.2 展望57-58
• 參考文獻58-64
• 致謝64-65
• 個人簡歷、在學期間研究成果及發(fā)表論文65-67

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王曉莉,姚熹;復雜組成鈣鈦礦材料中的納米分相[J];西安交通大學學報;1995年09期

2 莊志強;王蘊輝;施紅陽;;鈮鎂酸鉛類鈣鈦礦結構鐵電多晶體的制備技術[J];華南理工大學學報(自然科學版);1992年03期

3 趙旭,栗萍,唐貴德,張變芳,禹日程;Nb摻雜對雙鈣鈦礦化合物居里溫度的影響[J];河北師范大學學報;2004年04期

4 李福q，

本文編號：846635