(CH 3 NH 3 ) 3 Bi 2 I 9 钙钛矿光吸收层薄膜的制备及其性能研究
发布时间：2020-12-25 13:00
铅基钙钛矿材料自身的毒性和不稳定性限制了有机无机杂化钙钛矿太阳能电池（Hybrid Organic-Inorganic Perovskite Solar Cells,PSCs）的商业化应用,而（CH3NH3）3Bi2I9（MBI）的无毒和高稳定性引起了研究者的广泛关注。Hoye等人分别采用溶液法和气相辅助法制备了纯的MBI,系统地研究了晶体结构、稳定性和光电性能。这项工作极大的推动了 MBI薄膜作为光吸收应用在太阳能领域的发展。但是制备Bi基杂化钙钛矿光吸收层时,会在TiO2表面形成许多六边形的纳米晶薄片并无序的堆积在一起,导致MBI薄膜不佳,存在大面积的缺陷,组装的器件短路甚至断路情况十分严重。因此迫切需要界面工程比如形貌调控制备高质量,均匀连续的杂化钙钛矿薄膜以提高铋基PSCs的效率。本论文的研究内容如下:（1）在致密层TiO2表面,采用水热法生长不同长度的TiO2纳米棒阵列。再用两步溶液浸泡法制备MBI薄膜。最后,旋涂空穴传输层、真空蒸镀金对电极,组装成器件进行相关测试。XRD表明水热法生长的TiO纳米棒阵列是金红石相。SEM图显示TiO2纳米棒长度随着水热时间的增加而变化,长度...
【文章来源】：湖北大学湖北省
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 前言
1.2 有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池
1.3 非铅钙钛矿太阳能电池
1.3.1 锡基PSCs
1.3.2 锗基PSCs
1.3.3 基于过渡态金属的PSCs
1.3.4 铋基PSCs
1.4 本文选题思想和研究内容
第2章 实验方法
2.1 实验试剂及设备
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验设备
2.2 实验过程
2.2.1 导电玻璃的清洗
2 （cp-TiO2）的制备"> 2.2.2 致密层TiO2 （cp-TiO2）的制备
2的制备"> 2.2.3 介孔层TiO2的制备
2.2.4 MBI薄膜的制备
2.2.5 空穴传输层的制备
2.2.6 对电极的制备
2.3 测试方法及表征
2.3.1 X射线衍射仪（XRD）
2.3.2 原子力显微镜（AFM）
2.3.3 场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）
2.3.4 紫外可见光谱仪（UV-Vis）
2.3.5 X射线光电子能谱（XPS）
2.3.6 拉曼光谱（Raman）
2.3.7 荧光光谱分析（TRPL）
2.3.8 光电性能
2 NRAs薄膜对有机-无机杂化铋基PSCs性能的影响">第3章 TiO2 NRAs薄膜对有机-无机杂化铋基PSCs性能的影响
3.1 引言
3.2 实验部分
2的制备"> 3.2.1 cp-TiO2的制备
2 NRAs的制备"> 3.2.2 TiO2 NRAs的制备
3.2.3 MBI薄膜的制备
3.2.4 太阳能电池的制备
3.3 结果与讨论
2 NRAs的SEM分析"> 3.3.1 TiO2 NRAs的SEM分析
2 NRAs的AFM分析"> 3.3.2 TiO2 NRAs的AFM分析
2 NRAs的XRD和UV-Vis分析"> 3.3.3 TiO2 NRAs的XRD和UV-Vis分析
3.3.4 MBI薄膜的XRD和UV-Vis分析
3.3.5 SEM分析
3.3.6 XPS分析
3.3.7 Raman分析
3.3.8 器件结构和性能分析
3.3.9 TRPL分析
3.3.10 器件稳定性性能分析
3.4 本章小结
第4章 反溶剂法MBI光吸收层的制备及器件性能优化
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 MBI薄膜制备
4.2.2 MBI PSCs的制备
4.3 结果与讨论
4.3.1 MBI溶液和薄膜实物图
4.3.2 XPS能谱分析
4.3.3 XRD分析
4.3.4 AFM分析
4.3.5 SEM分析
4.3.6 UV-Vis分析
4.3.7 器件结构和能级示意图
4.3.8 光电性能分析
4.4 本章小结
第5章 脉冲电沉积法制备MBI薄膜
5.1 前言
5.2 实验部分
2的制备"> 5.2.1 cp-TiO2的制备
5.2.2 MBI薄膜沉积
5.3 结果与讨论
5.3.1 Bi金属薄膜的XRD分析
5.3.2 Bi金属薄膜的SEM和EDS分析
5.3.3 MBI薄膜的XRD分析
5.3.4 MBI薄膜的SEM和EDS分析
5.3.5 MBI薄膜的XPS分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
附录Ⅰ
附录Ⅱ
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]氢气泡动态模板电沉积和电势脉冲氧化还原法制备多孔铋膜[J]. 陈欣,陈述,黄炜,李则林. 材料工程. 2008(10)
[2]二甲基亚砜中半导体上脉冲电沉积Bi薄膜[J]. 袁定胜,潘文杰,刘冠昆,刘鹏,童叶翔. 材料保护. 2003(05)
本文编号：2937703
【文章来源】：湖北大学湖北省
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 前言
1.2 有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池
1.3 非铅钙钛矿太阳能电池
1.3.1 锡基PSCs
1.3.2 锗基PSCs
1.3.3 基于过渡态金属的PSCs
1.3.4 铋基PSCs
1.4 本文选题思想和研究内容
第2章 实验方法
2.1 实验试剂及设备
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验设备
2.2 实验过程
2.2.1 导电玻璃的清洗
2 （cp-TiO2）的制备"> 2.2.2 致密层TiO2 （cp-TiO2）的制备
2的制备"> 2.2.3 介孔层TiO2的制备
2.2.4 MBI薄膜的制备
2.2.5 空穴传输层的制备
2.2.6 对电极的制备
2.3 测试方法及表征
2.3.1 X射线衍射仪（XRD）
2.3.2 原子力显微镜（AFM）
2.3.3 场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）
2.3.4 紫外可见光谱仪（UV-Vis）
2.3.5 X射线光电子能谱（XPS）
2.3.6 拉曼光谱（Raman）
2.3.7 荧光光谱分析（TRPL）
2.3.8 光电性能
2 NRAs薄膜对有机-无机杂化铋基PSCs性能的影响">第3章 TiO2 NRAs薄膜对有机-无机杂化铋基PSCs性能的影响
3.1 引言
3.2 实验部分
2的制备"> 3.2.1 cp-TiO2的制备
2 NRAs的制备"> 3.2.2 TiO2 NRAs的制备
3.2.3 MBI薄膜的制备
3.2.4 太阳能电池的制备
3.3 结果与讨论
2 NRAs的SEM分析"> 3.3.1 TiO2 NRAs的SEM分析
2 NRAs的AFM分析"> 3.3.2 TiO2 NRAs的AFM分析
2 NRAs的XRD和UV-Vis分析"> 3.3.3 TiO2 NRAs的XRD和UV-Vis分析
3.3.4 MBI薄膜的XRD和UV-Vis分析
3.3.5 SEM分析
3.3.6 XPS分析
3.3.7 Raman分析
3.3.8 器件结构和性能分析
3.3.9 TRPL分析
3.3.10 器件稳定性性能分析
3.4 本章小结
第4章 反溶剂法MBI光吸收层的制备及器件性能优化
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 MBI薄膜制备
4.2.2 MBI PSCs的制备
4.3 结果与讨论
4.3.1 MBI溶液和薄膜实物图
4.3.2 XPS能谱分析
4.3.3 XRD分析
4.3.4 AFM分析
4.3.5 SEM分析
4.3.6 UV-Vis分析
4.3.7 器件结构和能级示意图
4.3.8 光电性能分析
4.4 本章小结
第5章 脉冲电沉积法制备MBI薄膜
5.1 前言
5.2 实验部分
2的制备"> 5.2.1 cp-TiO2的制备
5.2.2 MBI薄膜沉积
5.3 结果与讨论
5.3.1 Bi金属薄膜的XRD分析
5.3.2 Bi金属薄膜的SEM和EDS分析
5.3.3 MBI薄膜的XRD分析
5.3.4 MBI薄膜的SEM和EDS分析
5.3.5 MBI薄膜的XPS分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
附录Ⅰ
附录Ⅱ
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]氢气泡动态模板电沉积和电势脉冲氧化还原法制备多孔铋膜[J]. 陈欣,陈述,黄炜,李则林. 材料工程. 2008(10)
[2]二甲基亚砜中半导体上脉冲电沉积Bi薄膜[J]. 袁定胜,潘文杰,刘冠昆,刘鹏,童叶翔. 材料保护. 2003(05)
本文编号：2937703
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