贵金属纳米棒水溶液在平面钙钛矿光伏器件中的应用
发布时间：2022-01-04 19:24
太阳能电池作为可再生的绿色能源在解决环境污染和化石能源短缺问题中扮演极为重要的角色,因而备受各国科学家的青睐。近年来,有机无机金属卤化钙钛矿发展迅猛,用了不到十年的时间将光电转化效率从最开始的3.8%提高到目前的24.2%。在钙钛矿光伏器件的结构中,钙钛矿层是整个器件最关键的功能层,它不仅作为光吸收层,同时还起到高效传输和分离电子和空穴的作用,因此钙钛矿薄膜的质量对于钙钛矿光伏器件的性能有着至关重要的影响。本文主要围绕钙钛矿层的改性展开,涉及对三种阳离子混合钙钛矿组分的调整以及银纳米棒水溶液和金纳米棒水溶液的掺杂来优化器件的性能,并且探讨贵金属纳米棒和水溶液提高器件性能的作用机理。本文采用的器件结构为平面结构,选用三元卤化钙钛矿（CsFAMAPbI3Br3）作为光吸收层。先是优化钙钛矿的基础器件制备工艺,通过对比单层SnO2和双层TiO2-SnO2作为电子传输层来研究不同的电子传输层对钙钛矿太阳能器件性能的影响。结果表明双电子传输层的能级与钙钛矿层更匹配,更有利于电子的传输,并...
【文章来源】：江苏科技大学江苏省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 太阳能电池的研究背景及意义
1.1.1 太阳能电池的分类
1.2 钙钛矿太阳能电池简介
1.2.1 钙钛矿太阳能电池的主要优点和不足
1.2.2 钙钛矿太阳能电池的发展历程
1.2.3 钙钛矿太阳能电池的结构和工作原理
1.3 等离子体共振在钙钛矿太阳能器件中的应用
1.4 本课题研究内容
第二章 实验药品、仪器及表征方法
2.1 实验材料及仪器
2.1.1 实验材料
2.1.2 实验设备
2.2 钙钛矿太阳能电池的表征
2.2.1 太阳能电池常用术语和表征参数
2.2.2 表征钙钛矿太阳能电池常用的其它方法
第三章 钙钛矿太阳能器件的工艺优化
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验材料及设备
3.2.2 甲胺溴,甲脒碘的制备
3.2.3 钙钛矿太阳能器件的制备
3.3 基于单层和双层ETL钙钛矿器件的工艺探讨
3.3.1 基于不同ETL的器件SEM形貌表征及分析
3.3.2 基于不同ETL器件性能的分析
3.4 两种不同配比的钙钛矿材料对器件性能的影响
3.4.1 两种不同钙钛矿层的形貌和晶体结构分析
3.4.2 两种不同钙钛矿层器件的光电性能表征
3.5 本章小结
第四章 银纳米棒水溶液在钙钛矿器件中的应用研究
4.1 引言
4.1.1 等离子体共振原理及其发展历史
4.1.2 表面等离激元增强光吸收原理
4.2 实验部分
4.2.1 实验材料
4.2.2 银纳米棒的合成
4.2.3 银纳米棒的表征
4.2.4 钙钛矿太阳能器件的制备
4.3 结果与讨论
4.3.1 器件光伏性能和稳定性分析
4.3.2 水对钙钛矿器件性能的影响
4.3.3 钙钛矿薄膜的形貌与物相研究
4.3.4 银纳米棒在钙钛矿薄膜中的存在形态分析
4.3.5 钙钛矿层的光学性能表征
4.3.6 器件性能提升的其他分析
4.4 本章小结
第五章 金纳米棒水溶液在钙钛矿光伏器件中的应用
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验材料
5.2.2 金纳米棒的制备
5.2.3 金纳米棒的表征
5.2.4 钙钛矿太阳能器件的制备
5.3 结果与讨论
5.3.1 器件性能及稳定性分析
5.3.2 钙钛矿薄膜的物相和形貌分析
5.3.3 钙钛矿薄膜的光学性能分析
5.3.4 器件性能提升的其他分析
5.4 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]钙钛矿太阳能电池的研究进展[J]. 杨晓波,刘凯. 材料科学与工程学报. 2018(01)
[2]基于表面等离子体共振效应的Ag（Au）/半导体纳米复合光催化剂的研究进展[J]. 邵先坤,郝勇敢,刘同宣,胡路阳,王媛媛,李本侠. 化工进展. 2016(01)
[3]钙钛矿太阳电池吸收层制备工艺[J]. 吴亚美,杨瑞霞,田汉民,王如,花中秋,陈帅. 半导体技术. 2015(10)
[4]钙钛矿太阳能电池技术发展历史与现状[J]. 赵雨,李惠,关雷雷,吴嘉达,许宁. 材料导报. 2015(11)
[5]全固态介观太阳能电池:从染料敏化到钙钛矿[J]. 荣耀光,梅安意,刘林峰,李雄,韩宏伟. 化学学报. 2015(03)
[6]钙钛矿太阳电池综述[J]. 姚鑫,丁艳丽,张晓丹,赵颖. 物理学报. 2015(03)
[7]金纳米棒组装体表面等离子体共振耦合效应的FDTD模拟[J]. 李玉玲,阚彩侠,王长顺,刘津升,徐海英,倪媛,徐伟,柯军华,施大宁. 物理化学学报. 2014(10)
[8]钙钛矿太阳能电池:光伏领域的新希望[J]. 魏静,赵清,李恒,施成龙,田建军,曹国忠,俞大鹏. 中国科学:技术科学. 2014(08)
[9]表面等离子体激元增强薄膜太阳电池研究进展[J]. 陈凤翔,汪礼胜,祝霁洺. 半导体光电. 2011(02)
[10]太阳能电池及材料研究[J]. 梁宗存,沈辉,李戬洪. 材料导报. 2000(08)
本文编号：3568925
【文章来源】：江苏科技大学江苏省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 太阳能电池的研究背景及意义
1.1.1 太阳能电池的分类
1.2 钙钛矿太阳能电池简介
1.2.1 钙钛矿太阳能电池的主要优点和不足
1.2.2 钙钛矿太阳能电池的发展历程
1.2.3 钙钛矿太阳能电池的结构和工作原理
1.3 等离子体共振在钙钛矿太阳能器件中的应用
1.4 本课题研究内容
第二章 实验药品、仪器及表征方法
2.1 实验材料及仪器
2.1.1 实验材料
2.1.2 实验设备
2.2 钙钛矿太阳能电池的表征
2.2.1 太阳能电池常用术语和表征参数
2.2.2 表征钙钛矿太阳能电池常用的其它方法
第三章 钙钛矿太阳能器件的工艺优化
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验材料及设备
3.2.2 甲胺溴,甲脒碘的制备
3.2.3 钙钛矿太阳能器件的制备
3.3 基于单层和双层ETL钙钛矿器件的工艺探讨
3.3.1 基于不同ETL的器件SEM形貌表征及分析
3.3.2 基于不同ETL器件性能的分析
3.4 两种不同配比的钙钛矿材料对器件性能的影响
3.4.1 两种不同钙钛矿层的形貌和晶体结构分析
3.4.2 两种不同钙钛矿层器件的光电性能表征
3.5 本章小结
第四章 银纳米棒水溶液在钙钛矿器件中的应用研究
4.1 引言
4.1.1 等离子体共振原理及其发展历史
4.1.2 表面等离激元增强光吸收原理
4.2 实验部分
4.2.1 实验材料
4.2.2 银纳米棒的合成
4.2.3 银纳米棒的表征
4.2.4 钙钛矿太阳能器件的制备
4.3 结果与讨论
4.3.1 器件光伏性能和稳定性分析
4.3.2 水对钙钛矿器件性能的影响
4.3.3 钙钛矿薄膜的形貌与物相研究
4.3.4 银纳米棒在钙钛矿薄膜中的存在形态分析
4.3.5 钙钛矿层的光学性能表征
4.3.6 器件性能提升的其他分析
4.4 本章小结
第五章 金纳米棒水溶液在钙钛矿光伏器件中的应用
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验材料
5.2.2 金纳米棒的制备
5.2.3 金纳米棒的表征
5.2.4 钙钛矿太阳能器件的制备
5.3 结果与讨论
5.3.1 器件性能及稳定性分析
5.3.2 钙钛矿薄膜的物相和形貌分析
5.3.3 钙钛矿薄膜的光学性能分析
5.3.4 器件性能提升的其他分析
5.4 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]钙钛矿太阳能电池的研究进展[J]. 杨晓波,刘凯. 材料科学与工程学报. 2018(01)
[2]基于表面等离子体共振效应的Ag（Au）/半导体纳米复合光催化剂的研究进展[J]. 邵先坤,郝勇敢,刘同宣,胡路阳,王媛媛,李本侠. 化工进展. 2016(01)
[3]钙钛矿太阳电池吸收层制备工艺[J]. 吴亚美,杨瑞霞,田汉民,王如,花中秋,陈帅. 半导体技术. 2015(10)
[4]钙钛矿太阳能电池技术发展历史与现状[J]. 赵雨,李惠,关雷雷,吴嘉达,许宁. 材料导报. 2015(11)
[5]全固态介观太阳能电池:从染料敏化到钙钛矿[J]. 荣耀光,梅安意,刘林峰,李雄,韩宏伟. 化学学报. 2015(03)
[6]钙钛矿太阳电池综述[J]. 姚鑫,丁艳丽,张晓丹,赵颖. 物理学报. 2015(03)
[7]金纳米棒组装体表面等离子体共振耦合效应的FDTD模拟[J]. 李玉玲,阚彩侠,王长顺,刘津升,徐海英,倪媛,徐伟,柯军华,施大宁. 物理化学学报. 2014(10)
[8]钙钛矿太阳能电池:光伏领域的新希望[J]. 魏静,赵清,李恒,施成龙,田建军,曹国忠,俞大鹏. 中国科学:技术科学. 2014(08)
[9]表面等离子体激元增强薄膜太阳电池研究进展[J]. 陈凤翔,汪礼胜,祝霁洺. 半导体光电. 2011(02)
[10]太阳能电池及材料研究[J]. 梁宗存,沈辉,李戬洪. 材料导报. 2000(08)
本文编号：3568925
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