铜锌锡硫空穴传输材料在碳基钙钛矿电池中的应用及性能研究

发布时间：2023-04-18 22:34

　　有机无机杂化钙钛矿电池材料由于其光吸收系数高、制备工艺简单等优点引起了学者的广泛关注,自2009年起经过十年的发展,目前单节钙钛矿电池的认证效率已经达到了25.2%。钙钛矿电池的实验室效率早已达到商业生产的标准,但是其稳定性及大面积生产问题始终是其商业化的绊脚石。在众多结构的钙钛矿太阳能电池中,碳基钙钛矿电池稳定性尤为出色,其不含有机空穴传输层、疏水的碳电极都能大大提高电池的稳定性,碳电极印刷工艺也使得电池可以大面积商业化生产。但是由于碳基钙钛矿电池中不含空穴传输层,电池的空穴传输能力差,因此电池性能相对较低。在本论文中,我们将无机P型半导体材料铜锌锡硫(Cu₂ZnSnS₄,CZTS)引入碳基钙钛矿电池中作为空穴传输层以提高碳基钙钛矿太阳能电池的光电转换效率,在保证其稳定性的前提下提高了电池的光电转换效率,为其商业化提供可能。具体工作如下:(1)将CZTS纳米晶作为空穴传输层制备结构为FTO/TiO₂/MAPbI₃/CZTS/Carbon的钙钛矿电池,通过对CZTS层的退火时间和旋涂转速进行优化,在...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 钙钛矿材料与钙钛矿电池
    1.3 钙钛矿电池的结构
    1.4 钙钛矿电池的电极
    1.5 钙钛矿电池的空穴传输材料
    1.6 研究思路
第二章 钙钛矿太阳能电池的制备方法及表征
    2.1 钙钛矿电池制备材料及方法
        2.1.1 钙钛矿电池制备材料
        2.1.2 钙钛矿电池制备的仪器
    2.2 钙钛矿电池制备方法
        2.2.1 FTO导电玻璃的刻蚀及清洗
        2.2.2 电子传输层的制备
        2.2.3 钙钛矿层的制备
        2.2.4 空穴传输层的制备
        2.2.5 电极的制备
    2.3 钙钛矿电池测试及表征方法
    2.4 小结
第三章 碳基钙钛矿电池中CZTS空穴传输层的优化
    3.1 铜锌锡硫纳米晶的合成及清洗
        3.1.1 实验药品及仪器
        3.1.2 铜锌锡硫纳米晶的合成
        3.1.3 铜锌锡硫纳米晶的清洗
    3.2 电池的制备
    3.3 实验结果与数据分析
        3.3.1 铜锌锡硫纳米晶的表征
        3.3.2 电池器件性能测试及表征
    3.4 小结
第四章 配体修饰法提高CZTS为空穴传输层的碳基钙钛矿电池性能
    4.1 铜锌锡硫纳米晶的合成、清洗及配体交换
        4.1.1 实验药品及仪器
        4.1.2 铜锌锡硫纳米晶的合成
        4.1.3 铜锌锡硫纳米晶的清洗
        4.1.4 铜锌锡硫纳米粒子的配体交换
    4.2 电池的制备
    4.3 实验结果与数据分析
        4.3.1 配体交换前后铜锌锡硫纳米粒子的表征
        4.3.2 电池器件性能测试及表征
    4.4 小结
第五章 结论与展望
参考文献
攻读学位期间获得与学位论文相关的科研成果目录
致谢



本文编号：3793168