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钙钛矿薄膜结晶调控及其光伏性能研究

发布时间:2022-01-17 04:34
  钙钛矿太阳电池因其优异的光电性能一直备受关注,迄今为止,钙钛矿太阳电池认证的光电转换效率(PCE)已突破25.2%。但钙钛矿太阳电池的商业化应用却一直没有进一步的发展,其限制条件在于钙钛矿材料及其相关器件较差的稳定性,钙钛矿在空气环境下易受到水氧等因素影响而分解,导致器件性能大幅度下降。迄今为止,所有高效的有机-无机卤化物钙钛矿太阳电池均由多晶钙钛矿薄膜制成,普遍具有高密度的缺陷。这些缺陷主要来源于针孔、空缺位、晶界以及不规则的钙钛矿晶体结构。此外,薄膜内部无序的晶体生长取向是另一个影响钙钛矿太阳电池性能的因素,例如在二维钙钛矿中,内部大型绝缘阳离子的存在阻碍了电荷的传输,只有通过调控晶体垂直于基底生长才能使载流子沿着无机层进行传输,从而实现制备高性能的钙钛矿太阳电池。因此,想要提高钙钛矿整体器件的稳定性和光电性能,优化钙钛矿吸光层的薄膜质量和结晶取向是必不可少的措施。为了调控钙钛矿吸光层的结晶,减少缺陷,获得高质量的薄膜,通过反溶剂法将[6,6]-苯基-C61-丁酸异甲酯(PCBM)和2,2’-[[6,6,12,12-四(4-己基苯基)-6,12-二氢二噻吩[2,3-d:2’,3’-... 

【文章来源】:南昌大学江西省 211工程院校

【文章页数】:61 页

【学位级别】:硕士

【部分图文】:

钙钛矿薄膜结晶调控及其光伏性能研究


图1.1最新太阳电池效率图??Figure?1.1?Best-Research-Cell-Efficiencies??随着研究者们对钙钛矿材料类型的研宄深入,?

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pbu?i?^???赫-ai?-^?\?i?????j?r-1?PCQtA—11?.3.5?V??BCP?JM?Planar?Heterojunction?*3'9"?|??|-7*?二一二一?一二?SIC?ITO?-4.5?|??|?齡(^{Acceptor}?:?,,?rfj-4-8?pedot:pss|?|?? ̄^j ̄|??PEDOT:PSS?.?|?|?-7.0??{W?-、r?1??、'?Planar?Heterojunction??图1.5钙钛矿太阳电池工作原理示意图??Figure?1.5?Schematic?diagram?of?the?working?principle?of?perovskite?solar?cells??1.3.3钙钛矿太阳电池吸收层的制备方法??钙钛矿太阳电池的性能受诸多因素影响,但钙钛矿层的形貌和结晶度是影??响其整体性能的关键因素,高质量的钙钛矿薄膜有利于激子分离和传输。为此,??研究者们一直致力于钙钛矿薄膜的制备方法,目前常用的制备方法有一步前驱??体溶液法[25]、两步溶液旋涂沉积法[26]、双源共蒸发法[111、气相辅助溶液法[13]等??几种具有代表性的制备方法。??一步前驱体溶液法(图1.6a)即将钙钛矿各组分以一定比例在高沸点溶剂中??混合形成前驱体溶液,然后将前驱体溶液旋涂在基底上结晶原位形成薄膜。但??一步法需要通过较高温度的后退火工艺,才能实现钙钛矿的完全结晶以及残留??溶剂的去除,所以溶液的浓度、溶剂的选择、退火温度等[|2]都对薄膜的形貌和??器件的光伏性能有很大影响。一步法常常会出现结晶不均匀,结晶性差等问题,??

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本文编号:3594052

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