低温碳基PSC钙钛矿层的滴涂制备及界面接触研究

发布时间：2021-04-18 18:57

　　钙钛矿太阳能电池（PSC）因其较高的光吸收系数,较高的光电转换效率以及较低的成本得到了广泛的关注。低温碳基PSC是在传统介孔PSC以及全印刷无空穴传输层PSC的基础上发展而来的,它既继承了传统介孔PSC优异的钙钛矿薄膜性能,又拥有全印刷无空穴传输层PSC的工艺简单等特点。但目前的钙钛矿层大多是由旋涂法制得,难以实现大面积,并且刮涂的碳电极与钙钛矿层间的界面接触较差,限制了电池性能的提升。因此为解决上述问题,本文探索了钙钛矿层的滴涂法制备工艺,并优化了钙钛矿层和碳层之间的界面接触,为电池的大面积制备及性能提升提供了可供选择的方法。研究内容及结论如下:（1）研究了钙钛矿层的滴涂法制备工艺即钙钛矿溶液的溶剂、滴涂量、溶液的渗透方式及ZrO₂间隔层对钙钛矿层的成膜性能及电池性能的影响。以DMF和DMSO为混合溶剂配制钙钛矿溶液,滴涂量为5×0.6μL时,钙钛矿层的成膜性能较好,薄膜在具有较好致密性的同时晶粒也较大,并且薄膜厚度最优,制备出的电池性能也最优。实验还通过机械振动和添加剂的方式促进钙钛矿溶液的向下填充,使得所制备的电池的电流有所提高。另外,在介孔TiO_... 

【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

太阳能电池的最高效率图

图 1.2 低温碳基钙钛矿太阳能电池结构示意图[24]钛矿太阳能电池的工作原理，在该电池结构中，FTO 玻璃之上依次为 TiO2致密层刮涂碳浆料制备出碳层，从而完成电池的制备。图 1.3级示意图。由图可知，钙钛矿层在光的激发下产生电子层和空穴传输层传递，从而达到外电路。钙钛矿层（2的导带能级，保证了钙钛矿在吸收光子后产生的电 FTO 传递；同时，钙钛矿层的价带能级低于碳层的价空穴能够较顺利的进入碳层，从而传向外电路。

图 1.2 低温碳基钙钛矿太阳能电池结构示意图[24]钙钛矿太阳能电池的工作原理知，在该电池结构中，FTO 玻璃之上依次为 TiO2致密层、过刮涂碳浆料制备出碳层，从而完成电池的制备。图 1.3 为能级示意图。由图可知，钙钛矿层在光的激发下产生电子空输层和空穴传输层传递，从而达到外电路。钙钛矿层（CTiO2的导带能级，保证了钙钛矿在吸收光子后产生的电子向 FTO 传递；同时，钙钛矿层的价带能级低于碳层的价带的空穴能够较顺利的进入碳层，从而传向外电路。

【参考文献】：
期刊论文
[1]多孔结构沉积高质量钙钛矿薄膜:获得高性能无空穴传输层钙钛矿太阳能电池的关键（英文）[J]. 陈海宁,杨世和.  Science Bulletin. 2016(21)
[2]全固态介观太阳能电池:从染料敏化到钙钛矿[J]. 荣耀光,梅安意,刘林峰,李雄,韩宏伟.  化学学报. 2015(03)
[3]染料敏化太阳能电池光阳极及其敏化研究进展[J]. 王青,夏咏梅,何祖明,李新丽,乜伟,徐莺歌.  科技导报. 2009(01)

硕士论文
[1]在二氧化钛多孔层制造人工孔从而获得高效钙钛矿太阳能电池[D]. 马佳慧.吉林大学 2015



本文编号：3146001