可印刷介观钙钛矿太阳能电池介孔膜沉积调控研究

发布时间：2020-10-14 11:25

　　 近年来,钙钛矿太阳能电池(Perovskite solar cell)发展迅速,目前实验室最高光电转化效率已经达到23.7%,展现出广阔的商业前景。钙钛矿太阳能电池具有多种不同的器件结构,其中,基于二氧化钛/氧化锆/碳三层介孔膜结构并且可采用印刷工艺制备的介观钙钛矿太阳能电池(以下称“可印刷介观钙钛矿太阳能电池”)具有结构简单和原材料成本低的特点,因此备受关注。可印刷介观钙钛矿太阳能电池的介孔膜采用丝网印刷制备,厚度通常在0.5~3.0μm,本文针对可印刷介观钙钛矿太阳能电池的印刷工艺展开研究,主要内容包括:(1)介孔膜印刷膜厚及均匀性研究,针对印刷介孔膜边缘存在类似于咖啡环效应造成的凸起现象,选取介孔膜形貌平稳区域和基底之间的高度差作为印刷膜厚;在尺寸为10 cm×10 cm的基底上印刷二氧化钛介孔膜,并选取不同区域(最多81个点)的膜厚进行对比和分析。(2)二氧化钛介孔膜和二氧化锆介孔膜的印刷,主要包含通过调控印刷浆料固含量和粘度以及印刷速度、压力、间距等工艺参数,实现了二氧化钛介孔膜印刷膜厚在400~800 nm范围可调,二氧化锆介孔膜印刷厚度在2~3μm范围可调。(3)二氧化钛介孔膜和二氧化锆介孔膜印刷膜厚对器件性能的影响,通过对比采用不同厚度介孔膜所制备可印刷介观钙钛矿太阳能电池的性能,制备出光电转换效率接近12%的大面积(基底面积100 cm~2)可印刷介观钙钛矿太阳能器件。本文通过对可印刷介观钙钛矿太阳能电池的印刷工艺进行研究,为其性能提升和工艺改进提供了技术参考。
【学位单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TM914.4
【部分图文】：

0191019701马90?门10

图 1.2 各种类太阳能电池最高光电转换效率研究进展[2]由图 1.2 所示，随着科研人员长期深入的研究，各类型太阳能电池公证的光电转化效率均有大幅度提升。紫色类型效率最高，基本为多结砷化镓半导体片堆叠集成式太阳能电池，其中四结以上集成式太阳能电池已达到了 46%的公证效率。该类型的电池器件成本高并且工艺复杂，可用于军事工业领域或者地面高倍聚光光伏系统。蓝色类型为晶体硅太阳能电池，从上世纪 70 年后期开始，其中单晶硅非集成太阳能电池便参与光电转化效率的公证并且由初期的 13%跨越至 2017 年最新记录的26.3%[3]。25 ℃下非集成式硅晶太阳能电池的极限效率可达 29.43%[4]，由此说明单晶硅太阳能电池在原材料制备以及后期工艺加工等方面已经趋于完善。硅晶太阳能电池研究历史悠久同时其产品市场占有率最高。绿色类型为薄膜太阳能电池，主要有铜铟镓硒太阳能电池、碲化镉太阳能电池以及非晶硅太阳能电池。虽然该类型电

开发出第二代介观太阳能电池，称为钙钛矿太阳能3 年获得技术突破，实验室光电转换效率达到 9.7%，升至 23.7%，该效率超过了多晶硅太阳能电池、碲硒薄膜太阳能电池的实验室效率，被认为是新一代5, 16]。钛矿太阳能电池材料结构与性质种钛酸钙（CaTiO3）氧化物并且存在于钙钛矿石中 Perovski 发现，由此而得名。在本文中，我们针对晶体进行研究，该晶体属于立方晶系，其分子通式示。
【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 牛彩云;王碧清;;上海谷奇 科技捍卫健康生活[J];中华儿女;2017年05期

2 李文涛;黄承亚;;二氧化硅介孔膜材料的研究进展及应用前景[J];合成材料老化与应用;2007年03期

3 郑玉来;核孔膜自动检测算法的研究[J];原子能科学技术;2001年02期

4 苏弘,马晓莉,许海鹰,李小刚;核孔膜研究装置中的电子学线路[J];核电子学与探测技术;1997年03期

5 郭士伦，郝秀红，王玉兰，樊中钧，赵玉华，赵崇德;各种状态的液体通过核孔膜的规律[J];核技术;1995年02期

6 郭士伦,王玉兰,郝秀红,樊中钧,朱天成,H.A.Khan,G.Hussain,R.Brandt,P.Vater;核孔膜测定溶液浓度的原理、实验及应用前景[J];原子能科学技术;1992年04期

7 郭士伦;核孔膜的特性和应用[J];物理;1988年05期

8 张泉荣,王守忠,严玉顺;聚酯膜在NaOH溶液中的蚀刻速率[J];核技术;1988年09期

9 郭士伦;王玉兰;郝秀红;樊中均;朱天成;H.A.Khan;G.Hussain;;核孔膜的新用途——测定溶液浓度[J];中国原子能科学研究院年报;1989年00期

10 林雯;刘永辉;周剑良;吴振东;傅元勇;;α能谱法测量核孔膜孔隙率[J];原子能科学技术;2013年04期

相关博士学位论文 前2条

1 孙琴琴;二氧化硅—胶束均孔膜的电化学研究[D];浙江大学;2017年

2 李运清;新型中空纤维膜的研制及其在印染废水处理中的应用[D];东华大学;2010年

相关硕士学位论文 前10条

1 万智宁;可印刷介观钙钛矿太阳能电池介孔膜沉积调控研究[D];华中科技大学;2019年

2 陈森河;晶体模板法制备垂直通孔膜及其性能研究[D];浙江大学;2018年

3 张林;核孔膜制备及其在茶水过滤中的应用研究[D];中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所);2018年

4 袁艳;新鲜果蔬打孔膜包装的研究[D];西安理工大学;2009年

5 吴联巍;呼吸图法制备均孔膜：固体基底研究[D];浙江大学;2016年

6 田磊;功能蜂窝孔膜的性质与应用研究[D];东南大学;2017年

7 郑玉来;显微图像的数字处理及其在核孔膜图像中的应用[D];中国原子能科学研究院;2003年

8 王洋;核孔膜在饮用水处理技术中的应用基础研究[D];天津工业大学;2017年

9 王静;打孔膜包装对叶菜品质的影响[D];西安理工大学;2017年

10 左振中;PET核孔膜蚀刻因素影响研究[D];南华大学;2014年

本文编号：2840599