氧化铈在钙钛矿太阳能电池器件中的应用研究

发布时间：2021-10-20 08:26

　　作为一种新型太阳能电池器件,钙钛矿太阳能电池（PSCs）近年来得到快速发展,其光电转化效率从2009年报道的3.8%飞速提升到目前的25.2%。然而,电池的光电转换效率以及长期稳定性是限制其工业化生产的两大重要因素。钙钛矿太阳能电池常用的结构包含FTO导电玻璃、电子传输层、介孔层、钙钛矿层、空穴传输层以及金属电极。各活性层的性质以及界面间的相互作用均对电池性能产生重要影响。本论文工作主要集中在解决电池中常用的电子传输材料与介孔层材料（可统称为电荷传输材料）存在的问题,通过化学分析和界面改性实现高效稳定的PSCs组装。论文由五章内容构成,分别如下:第一章:简述PSCs工作的基本原理及发展历程,总结电池器件目前存在的主要问题,提出本论文研究工作的目的、意义及相应思路。第二章:通过稀土氧化铈材料修饰PSCs的电子传输层,提高电池性能和稳定性。引入氧化铈能使电池能级排列更匹配,促进光生电子的传输,从而提高器件的光电转换效率。此外,用氧化铈修饰电子传输材料显著提高了 PSCs在湿度、温度和紫外光照下的稳定性。第三章:氧化铈材料直接用作介孔层,验证氧化铈在器件中的优势。本章制备了氧化铈浆料,替代商... 

【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
Abstract
第一章 前言
    1.1 引言
    1.2 钙钛矿材料的组成
    1.3 钙钛矿太阳能电池的结构和工作原理
    1.4 钙钛矿太阳能电池的发展历程
    1.5 钙钛矿太阳能电池中的电荷传输材料
        1.5.1 金属氧化物
        1.5.2 有机物
    1.6 钙钛矿太阳能电池的稳定性
        1.6.1 湿度稳定性
        1.6.2 热及相稳定性
        1.6.3 光稳定性
    1.7 钙钛矿太阳能电池的迟滞效应
    1.8 本论文的选题依据及研究内容
        1.8.1 选题依据
        1.8.2 研究内容
    参考文献
第二章 氧化铈修饰电子传输层制备高效稳定的钙钛矿太阳能电池
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 药品与仪器
        2.2.2 材料合成
        2.2.3 电池的组装
        2.2.4 表征与性能测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 ZnO/CeO__x材料的表征
        2.3.2 电子传输层薄膜的表征
        2.3.3 掺杂CeO__x前后电池性能的表征
        2.3.4 掺杂CeO__x前后电池稳定性的表征
    2.4 小结
    参考文献
第三章 氧化铈作介孔层制备高效稳定的钙钛矿太阳能电池
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 药品与仪器
        3.2.2 材料合成
        3.2.3 电池的组装
        3.2.4 表征与性能测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 CeO__x浆料的表征
        3.3.2 介孔层薄膜的表征
        3.3.3 基于CeO__x介孔层的电池性能表征
        3.3.4 基于介孔CeO__x和介孔TiO__2的电池电学性能比较
    3.4 小结
    参考文献
第四章 氧化铈修饰氧化钛介孔层制备高效稳定的钙钛矿太阳能电池
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 药品与仪器
        4.2.2 电池的组装
        4.2.3 表征与性能测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 CeO__x材料的表征
        4.3.2 CeO__x修饰TiO__2介孔层前后相应薄膜的表征
        4.3.3 CeO__x修饰TiO__2介孔层前后相应电池的性能表征
        4.3.4 CeO__x修饰TiO__2介孔层前后相应电池稳定性的表征
    4.4 小结
    参考文献
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
硕士期间的研究成果
致谢



本文编号：3446579