钙钛矿太阳能电池的缺陷态调控及其空穴传输层的组分优化

发布时间：2021-04-24 11:07

　　钙钛矿太阳能电池（PSCs）自2009年面世以来,凭借其优异的光电性能和巨大的发展潜力,光电转换效率（PCE）在十一年间从3.8%飞速发展到经NREL认证的25.2%。但其中仍存在许多亟待解决的问题,例如钙钛矿吸光层和空穴传输层（HTL）的界面间缺陷密度较大、能级匹配较差等问题,不仅会降低空穴迁移率,还会提高载流子复合率,阻碍PSCs总体性能的进一步提高。由于空穴传输材料固有属性的影响,其空穴迁移率有待提高。本文主要围绕对钙钛矿层和空穴传输层的界面和空穴传输材料进行不同方向的改性开展,主要的研究内容和结论如下:（1）我们在钙钛矿层和HTL之间的界面处引入二乙酸碘苯（DAIB）对界面层进行改性,通过消除钙钛矿表面于器件性能不利的甲脒碘（FAI）对钙钛矿层表面进行优化。我们首先通过溶液反应、¹H-NMR、FTIR测试明晰了DAIB与FAI的反应机理。通过对钙钛矿薄膜表面形貌的观察和XRD、XPS等表征证明DAIB的引入对钙钛矿薄膜的成膜性和结晶性不会产生不利影响,且有效减少了钙钛矿层表面的FAI。通过UV-vis吸收光谱、UPS、PL、TRPL、缺陷态密度和EIS等测... 

【文章来源】：华侨大学福建省

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 前言
    1.2 太阳能电池的研究现状
    1.3 钙钛矿太阳能电池概述
        1.3.1 钙钛矿材料的晶体结构
        1.3.2 钙钛矿太阳能电池的器件结构
        1.3.3 钙钛矿太阳能电池的工作原理
    1.4 钙钛矿太阳能电池的评价方式
        1.4.1 钙钛矿太阳能电池的光伏性能参数
        1.4.2 钙钛矿太阳能电池的稳定性
        1.4.3 钙钛矿太阳能电池的迟滞效应
    1.5 钙钛矿太阳能电池的研究进展
        1.5.1 钙钛矿活性层的界面调控
        1.5.2 空穴传输层的研究进展
    1.6 选题意义及研究内容
第2章 实验部分
    2.1 实验药品和仪器
        2.1.1 实验药品
        2.1.2 实验仪器
    2.2 实验内容
        2.2.1 材料的处理及制备
        2.2.2 平面正式结构PSCs的制备
        2.2.3 测试与表征
第3章 二乙酸碘苯界面处理对钙钛矿薄膜质量及器件光电性能的优化
    3.1 引言
    3.2 实验部分
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 机理探索及钙钛矿薄膜的形貌表征
        3.3.2 PSCs的光电性能
        3.3.3 PSCs的光伏性能
    3.4 本章小结
第4章 乙酰丙酮镧界面处理优化钙钛矿薄膜质量及其太阳能电池性能
    4.1 引言
    4.2 实验内容
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 钙钛矿薄膜的形貌表征
        4.3.2 PSCs的光电性能
        4.3.3 PSCs的光伏性能
    4.4 本章小结
第5章 铁氰化钾掺杂空穴传输层制备高性能钙钛矿太阳能电池
    5.1 引言
    5.2 实验部分
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 Spiro-OMe TAD溶液的氧化
        5.3.2 PSCs的光电性能
        5.3.3 PSCs的光伏性能
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
附录A
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果



本文编号：3157252