有机-无机杂化钙钛矿层成膜与降解过程的研究

发布时间：2021-05-22 00:36

　　钙钛矿太阳能电池具有光电性能好,制备工艺简单,成本低和带隙可调等特点,自2009年被首次报道后,得到了国内外众多学者的关注。仅在十年时间内,器件的能量转换效率已被提升到25%以上,显示出巨大的商业化前景。对于光伏器件,其优异的光电性能和长期稳定性是制约其大规模应用的关键,高效稳定的钙钛矿太阳能电池依赖于相纯度高及形貌好的钙钛矿薄膜。本文研究了高质量钙钛矿薄膜制备及器件中界面降解机理。具体工作:一是通过优化成膜工艺,降低成膜过程中的副反应,提高混合钙钛矿的相纯度并增强器件的光伏特性;二是研究了器件的界面降解过程,发现目前常用的金属氧化物电子传输层TiO₂和SnO₂在紫外光激发下催化接触界面处的钙钛矿结构降解,造成界面处形成孔洞从而阻碍载流子的提取和传输。（1）钙钛矿薄膜相纯度是钙钛矿电池器件的基础,我们深入研究了真空预处理辅助钙钛矿成膜过程,发现该方法可消除退火过程中薄膜内部发生的副反应,提高薄膜相纯度。高温环境会加速有机胺盐的去质子化反应,甲胺碘去质子化后产生的甲胺会进一步跟甲脒碘发生加成-消除反应。反应产物会在钙钛矿薄膜中诱导生成非钙钛矿相... 

【文章来源】：青岛科技大学山东省

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 钙钛矿太阳能电池的研究现状
    1.2 钙钛矿太阳能电池的简介
        1.2.1 基本原理
        1.2.2 性能参数
        1.2.3 器件结构分类及常用传输层材料
            1.2.3.1 正式n-i-p结构
            1.2.3.2 反式p-i-n结构
    1.3 钙钛矿光伏材料
        1.3.1 含铅钙钛矿材料
        1.3.2 无铅钙钛矿材料
    1.4 钙钛矿薄膜的制备方法
        1.4.1 一步法反溶剂制备钙钛矿薄膜
        1.4.2 两步法制备钙钛矿薄膜
        1.4.3 其它方法
    1.5 钙钛矿的稳定性
        1.5.1 热稳定性
        1.5.2 湿度稳定性
        1.5.3 氧稳定性
        1.5.4 光稳定性
    1.6 选题的目的及意义
2 钙钛矿成膜过程的研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 材料的合成和器件的制备
            2.2.1.1 材料的合成
            2.2.1.2 器件的制备
        2.2.2 器件性能表征
    2.3 实验结果与讨论
        2.3.1 退火前处理过程示意图
        2.3.2 不同方式退火前处理得到的钙钛矿膜的形貌
        2.3.3 不同方式退火前处理得到的钙钛矿膜的成分分析
        2.3.4 不同方式退火前处理得到的器件
    2.4 本章小结
3 钙钛矿薄膜降解过程的研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 材料的合成和器件的制备
            3.2.1.1 材料的合成
            3.2.1.2 器件的制备
        3.2.2 器件性能表征
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 介孔二氧化锡电子传输层的制备
        3.3.2 紫外光老化后器件性能
        3.3.3 紫外光老化后钙钛矿薄膜的成分分析
        3.3.4 紫外光老化后钙钛矿薄膜的形貌
        3.3.5 紫外光老化后钙钛矿薄膜的荧光光谱
        3.3.6 PCBM基器件长期稳定性的研究
    3.4 结论
结论
参考文献
致谢
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本文编号：3200649