高效稳定的钙钛矿太阳电池中的界面调控研究
发布时间：2021-12-31 12:55
钙钛矿太阳电池因其具有强吸收、高迁移率、载流子寿命长、可调控带隙以及可采用多种方式加工等优势备受研究者关注,目前钙钛矿太阳电池的认证光电转换效率达到25.2%。但是钙钛矿太阳电池在走向商业化的过程中仍面临着诸多障碍,例如钙钛矿薄膜质量难以控制,稳定性差以及铅的毒性。钙钛矿薄膜形貌对实现制备高效高稳定钙钛矿太阳电池至关重要。然而在钙钛矿薄膜制备过程中难以避免形成缺陷,这将严重影响钙钛矿器件性能。此外,空穴传输层对提高钙钛矿器件电荷提取、减少界面复合、改变能级匹配等具有重要的意义,而在p-i-n型钙钛矿结构中空穴传输层氧化镍的低导电性影响钙钛矿器件性能。因此,减少钙钛矿缺陷形成高质量的薄膜形貌和优化整个器件结构,对获得高效稳定的钙钛矿器件十分重要。本论文主要围绕对钙钛矿层和空穴传输层进行优化。通过改善钙钛矿薄膜质量,减少钙钛矿中的缺陷,促进载流子传输,减少载流子复合,提高钙钛矿器件的光电性能。在此基础上,采用锡基钙钛矿替代传统铅基钙钛矿,避免使用有毒的铅。同时通过掺杂提高空穴传输层氧化镍的导电性,增强空穴提取,减少复合损失,以获得高效稳定的钙钛矿太阳电池,主要包括以下几部分:（1）高质量的...
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：117 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
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?第１章绪论???和（ＰＥＡＭＭＡ）２［Ｐｂ３Ｉｌ（）］的晶体结构，采用旋涂法可以在不经热处理的情况下制备??出高质量的（ＰＥＡ）２（ＭＡ）２［Ｐｂ３ＩＩＧ］钙钛矿薄膜。为了比较（ＰＥＡ）２（ＭＡ）２［Ｐｂ３Ｉ１０］和??ＭＡＰｂＩ３的稳定性，将两种材料都暴露在５２％的相对湿度下。（ＰＥＡ）２（ＭＡ）２［Ｐｂ３Ｉｌ０］??钙钛矿薄膜在暴露４６天后Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）图仍无明显变化（图１．５ｂ），表??明这种二维钙钛矿材料具有良好的水稳定性。而ＭＡＰｂＩ３钙钛矿薄膜在４天后出??现了?Ｐｂｌ２衍射峰，表明钙钛矿已发生严重的衰减，二维钙钛矿材料的水分稳定??性的提高主要归因于高致密薄膜的形成。然而，（ＰＥＡ）２（ＭＡ）２｜Ｐｂ；Ｕｍ］的带隙增加??到约２．１?ｅＶ，从｜〖ｌｉ导致比３Ｄ钙钛矿更低的器件性能。??＇：ｆ?／＇?ｒ?＊?１?２ａ?２ｂ??￣￣￣??＿旳＿?ｉ２〇ｄａｙｓ?ａ——：?％??ｔ?■?％?％?％?％?ｆ．?２〇?邮?ｌ?．上」—??产／产?Ｓ?９?ｄａｙｓ????＊?★?１４??：（＜?Ｖ＂＇?＾?４?ｄａｙｓ?．；?｜?＾?；??????ｉ?Ｉ?｜?５?ｄａｙｓ??—－Ｉ?Ｉ?ｉ?０ｄａｙｓ?＂ｉ??????＾?…ｊ???ｋ?Ａ?．??？?＊?？?１?＇?’》？？．＊?命?，、：＇＾?ｉ?Ｉ?Ｉ?１?Ｉ?Ｉ?ｌ?１?Ｉ?＂?ｆ?Ｉ?＾??Ｗ＂?＾?＾?１０?２０?３０?４０?１０?２?０?３０?４〇?１〇?２０?３０?４０??Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ?ａｎｇｌｅ?（２＾?ｄｅｇｒｅｅｓ）??图１．５（ａ）三维ＭＡＰｂｈ和：
【参考文献】：
期刊论文
[1]Efficient and stable tin-based perovskite solar cells by introducing π-conjugated Lewis base[J]. Tianhao Wu,Xiao Liu,Xin He,Yanbo Wang,Xiangyue Meng,Takeshi Noda,Xudong Yang,Liyuan Han. Science China（Chemistry）. 2020(01)
[2]Highly stable Al-doped ZnO by ligand-free synthesis as general thickness-insensitive interlayers for organic solar cells[J]. Yilin Wang,Zhongyou Peng,Shuqin Xiao,Jia Yang,Huanyu Zhou,Liqiang Huang,Lulu Sun,Yinhua Zhou,Licheng Tan,Yiwang Chen. Science China（Chemistry）. 2018(01)
[3]Solution-processed CuOx as an efficient hole-extraction layer for inverted planar heterojunction perovskite solar cells[J]. Zhi-Kai Yu,Wei-Fei Fu,Wen-Qing Liu,Zhong-Qiang Zhang,Yu-Jing Liu,Jie-Lin Yan,Tao Ye,Wei-Tao Yang,Han-Ying Li,Hong-Zheng Chen. Chinese Chemical Letters. 2017(01)
[4]基于有机/无机杂化钙钛矿有序结构的异质结及其光伏性能的研究[J]. 杨志胜,杨立功,吴刚,汪茫,陈红征. 化学学报. 2011(06)
本文编号：3560296
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：117 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２钙钛矿太阳电池工作机理圆??ｌ：ｉｇｕｒｅ?１．２?Ｗｏｒｋｉｎｇ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆＰＶＳＣｓ??３??
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?第１章绪论???和（ＰＥＡＭＭＡ）２［Ｐｂ３Ｉｌ（）］的晶体结构，采用旋涂法可以在不经热处理的情况下制备??出高质量的（ＰＥＡ）２（ＭＡ）２［Ｐｂ３ＩＩＧ］钙钛矿薄膜。为了比较（ＰＥＡ）２（ＭＡ）２［Ｐｂ３Ｉ１０］和??ＭＡＰｂＩ３的稳定性，将两种材料都暴露在５２％的相对湿度下。（ＰＥＡ）２（ＭＡ）２［Ｐｂ３Ｉｌ０］??钙钛矿薄膜在暴露４６天后Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）图仍无明显变化（图１．５ｂ），表??明这种二维钙钛矿材料具有良好的水稳定性。而ＭＡＰｂＩ３钙钛矿薄膜在４天后出??现了?Ｐｂｌ２衍射峰，表明钙钛矿已发生严重的衰减，二维钙钛矿材料的水分稳定??性的提高主要归因于高致密薄膜的形成。然而，（ＰＥＡ）２（ＭＡ）２｜Ｐｂ；Ｕｍ］的带隙增加??到约２．１?ｅＶ，从｜〖ｌｉ导致比３Ｄ钙钛矿更低的器件性能。??＇：ｆ?／＇?ｒ?＊?１?２ａ?２ｂ??￣￣￣??＿旳＿?ｉ２〇ｄａｙｓ?ａ——：?％??ｔ?■?％?％?％?％?ｆ．?２〇?邮?ｌ?．上」—??产／产?Ｓ?９?ｄａｙｓ????＊?★?１４??：（＜?Ｖ＂＇?＾?４?ｄａｙｓ?．；?｜?＾?；??????ｉ?Ｉ?｜?５?ｄａｙｓ??—－Ｉ?Ｉ?ｉ?０ｄａｙｓ?＂ｉ??????＾?…ｊ???ｋ?Ａ?．??？?＊?？?１?＇?’》？？．＊?命?，、：＇＾?ｉ?Ｉ?Ｉ?１?Ｉ?Ｉ?ｌ?１?Ｉ?＂?ｆ?Ｉ?＾??Ｗ＂?＾?＾?１０?２０?３０?４０?１０?２?０?３０?４〇?１〇?２０?３０?４０??Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ?ａｎｇｌｅ?（２＾?ｄｅｇｒｅｅｓ）??图１．５（ａ）三维ＭＡＰｂｈ和：
【参考文献】：
期刊论文
[1]Efficient and stable tin-based perovskite solar cells by introducing π-conjugated Lewis base[J]. Tianhao Wu,Xiao Liu,Xin He,Yanbo Wang,Xiangyue Meng,Takeshi Noda,Xudong Yang,Liyuan Han. Science China（Chemistry）. 2020(01)
[2]Highly stable Al-doped ZnO by ligand-free synthesis as general thickness-insensitive interlayers for organic solar cells[J]. Yilin Wang,Zhongyou Peng,Shuqin Xiao,Jia Yang,Huanyu Zhou,Liqiang Huang,Lulu Sun,Yinhua Zhou,Licheng Tan,Yiwang Chen. Science China（Chemistry）. 2018(01)
[3]Solution-processed CuOx as an efficient hole-extraction layer for inverted planar heterojunction perovskite solar cells[J]. Zhi-Kai Yu,Wei-Fei Fu,Wen-Qing Liu,Zhong-Qiang Zhang,Yu-Jing Liu,Jie-Lin Yan,Tao Ye,Wei-Tao Yang,Han-Ying Li,Hong-Zheng Chen. Chinese Chemical Letters. 2017(01)
[4]基于有机/无机杂化钙钛矿有序结构的异质结及其光伏性能的研究[J]. 杨志胜,杨立功,吴刚,汪茫,陈红征. 化学学报. 2011(06)
本文编号：3560296
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