隨著人們生活水平的提高和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,傳統(tǒng)化石燃料的使用越來(lái)越難以滿足人們的日常需求。太陽(yáng)能作為資源豐富,分布廣泛的清潔能源,具有巨大的開(kāi)發(fā)利用潛力。提高太陽(yáng)能的利用效率,新型太陽(yáng)電池的開(kāi)發(fā)與利用受到了廣泛關(guān)注。鈣鈦礦太陽(yáng)能電池(PSC)作為第三代太陽(yáng)能電池的一種,具有原料來(lái)源廣泛,能耗低和可溶液法制備等優(yōu)點(diǎn)。鈣鈦礦薄膜質(zhì)量對(duì)整個(gè)器件的性能起著決定性的影響。因此如何通過(guò)優(yōu)化制備工藝、調(diào)控鈣鈦礦組成來(lái)改善鈣鈦礦薄膜質(zhì)量,對(duì)提升電池性能至關(guān)重要。本文主要針對(duì)鈣鈦礦層進(jìn)行以下研究:(1)通過(guò)界面工程制備了一種結(jié)構(gòu)為(FTO)/鈣鈦礦吸光層/空穴傳輸層/Au的無(wú)空穴阻擋層鈣鈦礦太陽(yáng)能電池。采用等離子清洗能夠有效清除FTO基底表面的油污以及有機(jī)小分子,改善鈣鈦礦層與FTO基底的界面接觸情況,減少界面處的缺陷,增強(qiáng)了FTO對(duì)電子的提取能力,避免了電子在FTO的堆積,降低了電子與空穴的復(fù)合。通過(guò)等離子清洗的方法,改善了器件界面接觸情況,獲得了15.42%的光電轉(zhuǎn)化效率。(2)探究了不同壓力條件下,對(duì)鈣鈦礦成膜質(zhì)量的影響。壓力降低,鈣鈦礦前驅(qū)液的沸點(diǎn)隨之減小。因此當(dāng)壓力足夠小時(shí),溶液能夠在常溫下...

【文章頁(yè)數(shù)】：80 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景
    1.2 太陽(yáng)能電池的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 第一代硅基太陽(yáng)能電池
        1.2.2 第二代薄膜太陽(yáng)能電池
        1.2.3 第三代新型太陽(yáng)能電池
    1.3 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池概述
        1.3.1 鈣鈦礦材料基本結(jié)構(gòu)及優(yōu)越性
        1.3.2 鈣鈦礦薄膜的概述
        1.3.3 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池發(fā)展現(xiàn)狀及器件結(jié)構(gòu)
        1.3.4 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的工作原理
    1.4 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的光伏性能參數(shù)
        1.4.1 開(kāi)路電壓Voc
        1.4.2 短路光電流密度Jsc
        1.4.3 填充因子FF
        1.4.4 光電轉(zhuǎn)化效率PCE
        1.4.5 外部量子效率
    1.5 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池存在的問(wèn)題
    1.6 本文選題意義及研究?jī)?nèi)容
第2章 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池實(shí)驗(yàn)材料及表征方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器設(shè)備
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池器件制備
        2.2.1 FTO玻璃刻蝕與清洗
        2.2.2 TiO₂致密層的制備
        2.2.3 TiO₂介孔層的制備
        2.2.4 TiCl₄處理TiO₂介孔層
        2.2.5 鈣鈦礦前驅(qū)液的配制
        2.2.6 空穴傳輸層制備
        2.2.7 Au電極的制備
    2.3 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池器件測(cè)試與表征
        2.3.1 光伏性能測(cè)試
        2.3.2 外部量子效率(IPCE)測(cè)試
        2.3.3 紫外可見(jiàn)吸收光譜(UV-VIS)
        2.3.4 SEM測(cè)試
        2.3.5 XRD測(cè)試
        2.3.6 穩(wěn)態(tài)熒光測(cè)試
        2.3.7 瞬態(tài)熒光測(cè)試
        2.3.8 電化學(xué)性能測(cè)試
第3章 界面工程制備無(wú)空穴阻擋層鈣鈦礦太陽(yáng)能電池
    3.1 引言
    3.2 鈣鈦礦器件制備
        3.2.1 FTO導(dǎo)電玻璃清洗
        3.2.2 鈣鈦礦層的制備
        3.2.3 空穴傳輸層以及Au電極的制備
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 器件結(jié)構(gòu)
        3.3.2 鈣鈦礦層的結(jié)晶性表征
        3.3.3 鈣鈦礦的紫外-可見(jiàn)吸收光譜分析
        3.3.4 不同清洗方法處理后的FTO基底接觸角大小
        3.3.5 鈣鈦礦表面形貌影響
        3.3.6 PL和TRPL的測(cè)試
        3.3.7 不同方法清洗FTO后制備鈣鈦礦器件的光伏性能影響
        3.3.8 器件的EIS測(cè)試
    3.4 本章小結(jié)
第4章 一步法快速制備無(wú)反溶劑鈣鈦礦薄膜
    4.1 引言
    4.2 鈣鈦礦薄膜的制備
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 不同閃蒸壓強(qiáng)對(duì)鈣鈦礦薄膜的影響
        4.3.2 不同退火制度對(duì)鈣鈦礦結(jié)晶情況的影響
        4.3.3 不同退火制度的鈣鈦礦形貌分析及截面分析
        4.3.4 不同退火制度的鈣鈦礦薄膜紫外可見(jiàn)光譜分析
        4.3.5 不同退火制度的鈣鈦礦薄膜PL和TRPL
        4.3.6 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的光伏性能
        4.3.7 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的IPCE和穩(wěn)態(tài)輸出光電流
    4.4 本章小結(jié)
第5章 添加劑工程制備高性能無(wú)磁滯鈣鈦礦太陽(yáng)能電池
    5.1 引言
    5.2 鈣鈦礦層吸光層的制備
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 鈣鈦礦薄膜的XRD分析
        5.3.2 鈣鈦礦薄膜形貌分析
        5.3.3 鈣鈦礦層的紫外可見(jiàn)吸收光譜
        5.3.4 光致發(fā)光光(PL)譜和時(shí)間分辨光致發(fā)光(TRPL)測(cè)試
        5.3.5 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的光伏性能
        5.3.6 鈣鈦礦器件的穩(wěn)態(tài)輸出光電流
        5.3.7 鈣鈦礦器件性能統(tǒng)計(jì)分布
    5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷及在校期間取得的研究成果



本文編號(hào)：3877732