过渡金属化合物在新型太阳能电池中的应用
发布时间：2021-05-07 19:46
随着人类社会发展,人们的环保意识逐渐增强,而化石燃料对环境造成的污染却日益严重。而且化石燃料作为一种不可再生能也面临着枯竭的境地。为此,发展可持续清洁能源是人类社会未来发展的必经之路。太阳能作为一种清洁能源,具有资源丰富、清洁、安全、利用形式多样（如光热、光电）、成本低且不受地理条件限制等优点,使其成为新能源研究的热点,也是最为理想绿色能源。染料敏化太阳能电池（DSSC）作为第三代太阳能电池的典型代表,具有成本低、制作简单、效率较高等优点而引起广泛关注。随着DSSC的研究发展,人们用金属有机卤化物代替传统染料,制备出钙钛矿太阳能电池（PSC）。其效率相比于DSSC得到了很大程度的提升,目前其效率已达到22.7%。PSC被认为是太阳电池研发新的里程碑,为第三代太阳电池的发展提供了新机遇,然而也面临新的挑战。尽管DSSC和PSC的制造成本低于传统的硅基太阳能电池,但是还有很多方面制约着他们的商业化,例如作为电极的贵金属铂、器件的长期稳定性。针对以上分析,本文在基于能级匹配、结构匹配、界面匹配的基础上着重在DSSC的对电极材料、PSC的电子传输材料这两方面进行改进。本论文的主要研究内容概括如...
【文章来源】：华侨大学福建省
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
主要符号对照表
第1章 引言
1.1 太阳能电池的研究历程及现状
1.2 太阳能电池的分类
1.2.1 硅基太阳能电池
1.2.2 薄膜多元化合物太阳能电池
1.2.3 有机太阳能电池
1.2.4 新型纳米晶太阳能电池
1.3 DSSC的研究进展
1.3.1 DSSC的结构与工作原理
1.3.2 光阳极
1.3.3 染料
1.3.4 电解质
1.3.5 对电极
1.4 PSC的研究进展
1.4.1 PSC的结构与原理
1.4.2 钙钛矿材料
1.4.3 电子传输材料
1.4.4 空穴传输材料
1.5 选题意义及研究内容
第2章 实验药品、仪器及性能表征
2.1 实验药品
2.2 实验仪器
2.3 I-V特性曲线
2.3.1 开路电压
2.3.2 短路电流
2.3.3 填充因子
2.3.4 能量转化效率
2.4 入射单色光光转换效率
2.5 循环伏安曲线
2.6 阻抗图谱
2.7 稳态荧光发射光谱及时间分辨的荧光谱
2.8 成分组成及形貌
2.9 透过率
第3章 基于Ni_(0.85)Se对电极的DSSC研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 Ni_(0.85)Se对电极的制备
3.2.2 I_3~-/I~-电解质
3.2.3 DSSC的组装
3.3 结果讨论与分析
3.3.1 组成、透过率与形貌
3.3.2 光电性能
3.3.3 电化学性能
3.4 本章小结
第4章 基于CoTe/RGO对电极的DSSC研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 CoTe对电极的制备
4.2.2 I_3~-/I~-电解质
4.2.3 DSSC的组装
4.3 结果讨论与分析
4.3.1 组成、结构与形貌
4.3.2 电化学性能及光伏性能分析
4.4 本章小结
第5章 基于CoSe_2对电极的DSSC研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 CoSe_2对电极的制备
5.2.2 I_3~-/I~-电解质
5.2.3 DSSC的组装
5.3 结果讨论与分析
5.3.1 组成与形貌
5.3.2 DSSC的光伏性能
5.3.3 电化学性能
5.4 本章小结
第6章 基于InOx/TiO_2电极的PSC研究
6.1 引言
6.2 实验部分
6.2.1 InO_x修饰的TiO_2电子传输层的制备
6.2.2 钙钛矿层的制备
6.2.3 空穴传输层的制备
6.2.4 Au电极制备
6.3 结果讨论与分析
6.3.1 形貌与透过率
6.3.2 导电性能
6.3.3 光电性能
6.3.4 荧光性能
6.4 本章小结
第7章 基于NaYF_4:Eu~(3+)下转化材料的PSC研究
7.1 引言
7.2 实验部分
7.2.1 NaYF_4:Eu~(3+)的合成
7.2.2 NaYF_4:Eu~(3+)背电极的制备
7.2.3 电子传输层的制备
7.2.4 钙钛矿层的制备
7.2.5 空穴传输层的制备
7.2.6 Au电极制备
7.3 结果讨论与分析
7.3.1 结构组成与形貌
7.3.2 光学性能
7.3.3 器件结构
7.3.4 光电性能
7.4 本章小结
第8章 总结与展望
8.1 总结
8.2 主要创新点
8.3 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果
本文编号：3173958
【文章来源】：华侨大学福建省
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
主要符号对照表
第1章 引言
1.1 太阳能电池的研究历程及现状
1.2 太阳能电池的分类
1.2.1 硅基太阳能电池
1.2.2 薄膜多元化合物太阳能电池
1.2.3 有机太阳能电池
1.2.4 新型纳米晶太阳能电池
1.3 DSSC的研究进展
1.3.1 DSSC的结构与工作原理
1.3.2 光阳极
1.3.3 染料
1.3.4 电解质
1.3.5 对电极
1.4 PSC的研究进展
1.4.1 PSC的结构与原理
1.4.2 钙钛矿材料
1.4.3 电子传输材料
1.4.4 空穴传输材料
1.5 选题意义及研究内容
第2章 实验药品、仪器及性能表征
2.1 实验药品
2.2 实验仪器
2.3 I-V特性曲线
2.3.1 开路电压
2.3.2 短路电流
2.3.3 填充因子
2.3.4 能量转化效率
2.4 入射单色光光转换效率
2.5 循环伏安曲线
2.6 阻抗图谱
2.7 稳态荧光发射光谱及时间分辨的荧光谱
2.8 成分组成及形貌
2.9 透过率
第3章 基于Ni_(0.85)Se对电极的DSSC研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 Ni_(0.85)Se对电极的制备
3.2.2 I_3~-/I~-电解质
3.2.3 DSSC的组装
3.3 结果讨论与分析
3.3.1 组成、透过率与形貌
3.3.2 光电性能
3.3.3 电化学性能
3.4 本章小结
第4章 基于CoTe/RGO对电极的DSSC研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 CoTe对电极的制备
4.2.2 I_3~-/I~-电解质
4.2.3 DSSC的组装
4.3 结果讨论与分析
4.3.1 组成、结构与形貌
4.3.2 电化学性能及光伏性能分析
4.4 本章小结
第5章 基于CoSe_2对电极的DSSC研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 CoSe_2对电极的制备
5.2.2 I_3~-/I~-电解质
5.2.3 DSSC的组装
5.3 结果讨论与分析
5.3.1 组成与形貌
5.3.2 DSSC的光伏性能
5.3.3 电化学性能
5.4 本章小结
第6章 基于InOx/TiO_2电极的PSC研究
6.1 引言
6.2 实验部分
6.2.1 InO_x修饰的TiO_2电子传输层的制备
6.2.2 钙钛矿层的制备
6.2.3 空穴传输层的制备
6.2.4 Au电极制备
6.3 结果讨论与分析
6.3.1 形貌与透过率
6.3.2 导电性能
6.3.3 光电性能
6.3.4 荧光性能
6.4 本章小结
第7章 基于NaYF_4:Eu~(3+)下转化材料的PSC研究
7.1 引言
7.2 实验部分
7.2.1 NaYF_4:Eu~(3+)的合成
7.2.2 NaYF_4:Eu~(3+)背电极的制备
7.2.3 电子传输层的制备
7.2.4 钙钛矿层的制备
7.2.5 空穴传输层的制备
7.2.6 Au电极制备
7.3 结果讨论与分析
7.3.1 结构组成与形貌
7.3.2 光学性能
7.3.3 器件结构
7.3.4 光电性能
7.4 本章小结
第8章 总结与展望
8.1 总结
8.2 主要创新点
8.3 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果
本文编号：3173958
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