反型钙钛矿太阳能电池的界面传输材料研究

发布时间：2021-12-17 19:04

　　有机-无机杂化钙钛矿材料（MAPbX3,X=I、Br或者Cl）具有优异的双极性载流子传输能力,长的载流子扩散距离,低的激子结合能和高的可见光吸收系数,因此有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池近年来引起科研工作者广泛的研究兴趣,其能量转换效率在短短的几年内由3.8%迅速上升至23.7%。钙钛矿太阳能电池典型器件结构主要有三种,分别为介孔结构、正型（n-i-p）和反型（p-i-n）平面异质结结构。其中反型平面异质结器件由于其可以在低温下制备,并且具有制备工艺简单以及迟滞效应低等优点,成为目前钙钛矿太阳能电池领域的研究热点。在钙钛矿太阳能电池中,由于钙钛矿活性层与电极之间的能级不匹配以及钙钛矿活性层表面存在的大量缺陷,导致在钙钛矿活性层中产生的光生载流子难以被电极有效地收集,进而影响器件的能量转换效率和稳定性。通过在电极和钙钛矿活性层之间引入界面传输材料是解决上述问题的有效策略之一。本论文以反型平面异质结钙钛矿太阳能电池的界面工程研究为出发点,集中于通过发展新型界面传输材料或者对已有的界面传输材料进行掺杂来提高器件的能量转换效率,主要开展了以下三个方面的工作:1.通过在电子传输层PC61BM和金属... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：124 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１美国国家可再生能源实验室（ＮＲＥＬ）发布的各种类型太阳能电池器件??认证效率表…匕??

铟砸（ＣＩＳ）太阳能电池发展而来。这是因为有研究发现用镓部分替代铟，能将??材料的带隙从１．０４ｅＶ拓宽至１．６８ｅＶ，可以更好地与太阳光光谱匹配ｔ２２＿２ｌ?ＣＩＧＳ??太阳能电池器件结构和ＣｄＴｅ太阳能电池非常类似，如图１．２（ｂ）所示，窗口层??一般选用ｎ型半导体氧化锌（ＺｎＯ），背电极钼可以反射大多数没有被活性层??ＣＩＧＳ吸收的光子，提高光子利用效率。由于ＣＩＧＳ层的吸光系数非常高，所以??薄膜的厚度只需达到１到２．５微米就可以满足光吸收层的要求。为了提高ＣＩＧＳ??薄膜的电导率和晶体质量，需要掺入一部分钠离子，钠离子可以来自于玻璃衬底??也可以来自于外界掺入的钠源［２６＿２９］。??铜铟镓硒太阳能电池目前最主要的问题是器件制备工艺不易控制，器件重复??性和稳定性差。另外，铟和砸的原料成本问题和硫化镉的毒性问题也是大规模商??业化应用潜在的障碍。目前铜铟镓硒太阳能电池器件最高认证效率己经达到??２３．３％［１４］。??⑻?（ｂ）??Ｃａｄｍｉｕｍ?Ｃｏｐｐｅｒ?ｉｎｄｉｕｍ??Ｔｅｉｌｕｒｉｄｅ?内＾?ＧａＨｉｕｍ?Ｓｅｌｅｎｉｄｅ?，??．?＾５＇７００＊??ｉ梦ＣｄＳ?－?６０Ｏ－２０Ｃ０Ａ?＇?ｉ＾？－Ｃ，ＧＳ￣１＇２＇５｜ｊｒｎ??Ｍ?Ｉ?ＩＩ?＂?＾?＾?Ｇｌａｓｓ

铟砸（ＣＩＳ）太阳能电池发展而来。这是因为有研究发现用镓部分替代铟，能将??材料的带隙从１．０４ｅＶ拓宽至１．６８ｅＶ，可以更好地与太阳光光谱匹配ｔ２２＿２ｌ?ＣＩＧＳ??太阳能电池器件结构和ＣｄＴｅ太阳能电池非常类似，如图１．２（ｂ）所示，窗口层??一般选用ｎ型半导体氧化锌（ＺｎＯ），背电极钼可以反射大多数没有被活性层??ＣＩＧＳ吸收的光子，提高光子利用效率。由于ＣＩＧＳ层的吸光系数非常高，所以??薄膜的厚度只需达到１到２．５微米就可以满足光吸收层的要求。为了提高ＣＩＧＳ??薄膜的电导率和晶体质量，需要掺入一部分钠离子，钠离子可以来自于玻璃衬底??也可以来自于外界掺入的钠源［２６＿２９］。??铜铟镓硒太阳能电池目前最主要的问题是器件制备工艺不易控制，器件重复??性和稳定性差。另外，铟和砸的原料成本问题和硫化镉的毒性问题也是大规模商??业化应用潜在的障碍。目前铜铟镓硒太阳能电池器件最高认证效率己经达到??２３．３％［１４］。??⑻?（ｂ）??Ｃａｄｍｉｕｍ?Ｃｏｐｐｅｒ?ｉｎｄｉｕｍ??Ｔｅｉｌｕｒｉｄｅ?内＾?ＧａＨｉｕｍ?Ｓｅｌｅｎｉｄｅ?，??．?＾５＇７００＊??ｉ梦ＣｄＳ?－?６０Ｏ－２０Ｃ０Ａ?＇?ｉ＾？－Ｃ，ＧＳ￣１＇２＇５｜ｊｒｎ??Ｍ?Ｉ?ＩＩ?＂?＾?＾?Ｇｌａｓｓ


本文编号：3540748