单基团钙钛矿稳定性优化及太阳能电池应用

发布时间：2021-08-12 05:27

　　有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池效率在短短十年间从3.8%提升到23.7%,引起人们的广泛关注。与普通半导体相比,钙钛矿材料储量丰富、原材料成本低,具有能带可调节、长载流子扩散长度、优异的光吸收性能等光电特性,为下一代光伏产业提供了广阔的发展前景。随着电池效率的不断提升,钙钛矿太阳能电池的稳定性也成为近年来的研究热点,钙钛矿材料的不稳定性是钙钛矿太阳能电池商业化过程中必须克服的问题之一。论文重点围绕单基团钙钛矿材料稳定性优化问题,研究了晶粒及晶界对钙钛矿材料的热稳定性影响及作用机理,在此基础上制备完整的钙钛矿太阳能电池器件,论述了晶粒及晶界对器件性能和稳定性影响。论文主要开展的工作如下:（1）运用反溶剂冲洗一步法制备单基团钙钛矿（CH₃NH₃PbI₃,即MAPbI₃）薄膜,分别采用热退火（Thermal Annealing,TA）和溶剂退火（Solvent Annealing,SA）工艺,获得晶粒尺寸不同的MAPbI₃薄膜样品,并测试薄膜的热稳定性。通过扫描电子显微镜（SEM）测... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

钙钛矿太阳能电池能量转换效率的发展历程

[64]。图2-1 钙钛矿晶体结构图有机阳离子A的主要作用是维持晶格中的电荷平衡，有机阳离子A离子半径的增大会导致禁带宽度减小，吸收峰发生红移，从而获得更大的短路电流和更高的电池转换效率。FA相比MA可以减小带隙，得到转换效率更高的器件，然而FA却有相对较差的稳定性[65]。纯无机Cs离子具有良好的稳定性却不具备理想的光吸收带隙，因此，一些研究小组混合少量Cs制备三重Cs/MA/FA阳离子混合物实现电池的高效率、高稳定性。

金属B离子之间的相互作用增强。因此，吸收光谱随Cl至I依次拓宽,逐次增加。钛矿材料的性质-无机杂化钙钛矿材料凭借其优异的光吸收特性、长载流子扩散长度隙以及低成本制备方法等优良性质，使得这种新材料在短短十年中展并应用在太阳能电池中。研究钙钛矿材料的基本性质为其在器件坚实的理论基础。体相变特性团钙钛矿 MAPbI3晶体有三个相：斜方型、正方型和立方型的 Brav温度升高依次发生相变[67,68]。RSC（RoyalSocietyofChemistry，英国）利用中子衍射技术（中子衍射是指物质波波长约为 1 范围左右的发生的 Bragg 衍射）定量表征了 MAPbI3在不同温度下的相，如图 2


本文编号：3337679