磁控溅射法制备NiO x 空穴传输材料及其在钙钛矿太阳能电池中的应用

发布时间：2021-05-18 00:33

　　有机无机卤化物杂化钙钛矿材料具有较高吸收系数和载流子迁移率、带隙可调、制备简单等优点,几年内钙钛矿太阳电池（PSC）光电转效率已突破22%,显示出巨大发展前景。降低成本、提高稳定性是实现PSC商业应用急需解决的问题。反型结构的PSC常用PEDOT（3,4-乙烯二氧噻吩单体）:PSS（聚苯乙烯磺酸盐）空穴传输材料（HTM）,其酸性会腐蚀透明电极,并有吸湿性会加快钙钛矿分解从而严重影响器件的稳定性。因此用性质稳定的价廉无机P型宽禁带NiO_x来替代PEDOT:PSS,是一种良好的选择。本文采用磁控溅射的方法制备NiO_x并应用于反型PSC中,主要完成了以下工作:（1）采用PEDOT:PSS材料制作出倒置型结构的PSCs,研究光吸收层的退火温度、电子传输材料的浓度对其光伏性能的影响,优化PSC制备工艺。研究表明光吸收层在120℃下退火,使用30mg/mL的[6,6]-苯基-C₆₁-丁酸异甲酯（PC61BM）溶液得到PSC的光电转换效率最高为14.66%。（2）在室温下,分别采用射频和直流功率源在纯O₂中溅射N... 

【文章来源】：厦门大学福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 背景介绍
    1.2 钙钛矿太阳能电池的发展历程
    1.3 钙钛矿太阳能电池的基本结构和工作原理
    1.4 钙钛矿太阳能电池的空穴传输材料
        1.4.1 有机小分子空穴传输材料
        1.4.2 聚合物空穴传输材料
        1.4.3 无机p型半导体空穴传输材料
    1.5 本文的选题依据和研究内容
第二章 基于PEDOT:PSS的反型结构钙钛矿太阳能电池和制备工艺优化
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验药品
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 钙钛矿太阳能电池制备工艺
    2.3 表征与测试
        2.3.1 表征方法和仪器
        2.3.2 太阳能电池的性能测试
    2.4 MAPbI_3钙钛矿层的退火温度对电池性能的影响
        2.4.1 不同退火温度下MAPbI_3钙钛矿层的XRD表征
        2.4.2 不同退火温度下MAPbI_3钙钛矿层的表面形貌
        2.4.3 不同退火温度下MAPbI_3钙钛矿层的光吸收性能
        2.4.4 不同退火温度下钙钛矿太阳能电池的性能测试
    2.5 PC_(61)BM溶液的浓度对钙钛矿太阳能电池性能的影响
    2.6 本章小结
第三章 磁控溅射法制备NiO_x空穴传输材料
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验仪器与原理
        3.2.2 制备工艺
        3.2.3 NiO_x的性能表征与测试
    3.3 RF反应溅射制备NiO_x
        3.3.1 不同功率下NiO_x的小角度X射线散射表征
        3.3.2 不同功率下NiO_x的电学性能
        3.3.3 不同功率下NiO_x的光学性能
    3.4 DC反应磁控溅射制备NiO_x
        3.4.1 不同功率下NiO_x的小角度X射线散射表征
        3.4.2 不同功率下NiO_x的电学性能
        3.4.3 不同功率下NiO_x的光学性能
    3.5 本章小结
第四章 磁控溅射法制备NiO_x空穴传输材料在反型结构钙钛矿太阳能电池中的应用
    4.1 引言
    4.2 实验部分
    4.3 基于RF反应磁控溅射的NiO_x的钙钛矿太阳电池光伏性能表征
    4.4 基于DC反应磁控溅射的NiO_x的钙钛矿太阳能电池光伏性能表征
    4.5 基于NiO_x与PEDOT:PSS的钙钛矿太阳能电池性能比较
    4.6 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得成果
致谢



本文编号：3192758