金属阳离子共掺二氧化钛和共蒸发全无机钙钛矿薄膜的制备研究

发布时间：2021-10-13 21:49

　　近年来钙钛矿材料由于禁带宽度可调控、有较长的载流子扩散长度和较低的激子束缚能等优良特性而受到光伏研究者们的广泛关注,并且在短短10年里,钙钛矿太阳能电池的光电转化效率已经达到了 24%以上,被认为是最有可能取代单晶硅的新型太阳能电池。在目前的钙钛矿太阳能电池中,电子传输层和钙钛矿吸光层都起着极为重要的作用,前者主要进行传输电子和阻挡空穴,后者则主要吸收太阳光,产生光生电子与空穴,因此,对两者材料的选择与调控就显得至关重要。对于电子传输层,人们比较普遍的选择就是导电率良好、比较稳定且廉价的TiO2,不过一般TiO2的制备过程中需要经过高温处理,这样就阻碍了其在柔性设备上的应用,并且TiO2的电导率和能带还需要进一步优化;此外,有机/无机杂化的钙钛矿材料的不稳定性也一直困扰着人们,尤其是其中的有机成分对温度和湿度的耐受性比较低,放在空气中时很容易对材料的结构产生破坏,导致制成的器件稳定性不好。这些问题都严重阻碍了钙钛矿太阳能电池的商业化进程,基于以上这些问题,我们做了如下工作:1.采用低温化学浴的方法将铌（Nb）和钽（Ta）离子共掺杂进TiO2晶格当中,制备出了高质量的掺杂TiO2薄膜,通... 

【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１太阳能电池器件最高效率记录图??

Ｐｈｏｔｏａｎｏｄｅ?Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ?Ｃｏｕｎｔｅｒ?ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ??图１．２染料敏化太阳电池的示意图［１３］??１９８６年，柯达公司的邓青云等人［１４］首先研制出有机薄膜光伏电池，开始在??ＩＴ０上面蒸镀一层酞菁铜（ＣｕＰｃ）作为给体，然后在上面蒸镀一层茈酰亚胺??（ＰＴＣＢＩ）作为受体，组成一个类似Ｐ－Ｎ结的双层膜太阳能电池，虽然最终只取??得了?１％的器件效率，但其为有机光伏电池开拓了一条新的思路，引起众多科学??家的兴趣。随后在众多科学家不懈的努力下，２０１５年报道的最高效率已达到??１１．５％［２］，?２０１８年由南开大学陈永胜团队制备的叠层有机光伏器件更是实现了??１７．３％的转化效率［１５］。目前比较普遍的有机光伏电池的结构如下图１．３所示［１６］。??虽然有机光伏电池易于沉积，成本低廉，但是化学稳定性太差，对封装的要求??较高

随后在众多科学家不懈的努力下，２０１５年报道的最高效率已达到??１１．５％［２］，?２０１８年由南开大学陈永胜团队制备的叠层有机光伏器件更是实现了??１７．３％的转化效率［１５］。目前比较普遍的有机光伏电池的结构如下图１．３所示［１６］。??虽然有机光伏电池易于沉积，成本低廉，但是化学稳定性太差，对封装的要求??较高，造成其大规模产业化难度比较高，亟待之后的科学家解决。??（ａ）?，｜＇＇：：：＿：彳Ｉ．．１．乂？?■＊．，?；＞．：；＂?ｉ??阴极＼??给体－受沐共觀??给体?彳??．阳极?办’?隨?．：．’??＇玻璃纖?玻璃基底＇?—：??图１．３有机光伏电池的结构［１６］：电子给体－受体双层异质结（ａ）体异质结（ｂ）??量子点太阳能电池由于理论预测效率可以达到４４％以上，因此近年来成为??５??

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3435464