高性能平面p-i-n结构钙钛矿太阳能电池的研究
发布时间：2022-12-07 06:01
钙钛矿太阳能电池自从2009年出现以来,凭借其材料特有的带隙可调、光吸收系数高、载流子扩散长度大等优异的光电特性,在太阳能电池研究领域引起了极大的关注。经过短短几年的发展,其能量转换效率（power conversion efficiency,PCE）就从最初的3.8%激增到22.1%。同时钙钛矿太阳能电池具有成本低廉、工艺简单等特点,因此钙钛矿太阳能电池技术展现出了巨大的商业潜力。但是钙钛矿太阳能电池也存在稳定性较差,具有滞回现象等亟待解决的问题。本研究针对以上问题,通过界面修饰、成膜控制、组分工程等研究工作深入分析了钙钛矿太阳能电池中载流子输运过程、成膜动力学以及稳定性相关问题,采用低温工艺制备了具有低滞回效应的平面p-i-n结构钙钛矿太阳能电池,取得了一定的研究成果。本论文的主要结论和成果如下:（1）提出了基于聚合物电解质层PEIE对平面p-i-n结构钙钛矿太阳能电池进行界面修饰的方法,经过实验验证表明PEIE界面修饰层能显著提升钙钛矿太阳能电池的光电性能。研究表明,利用低极性指数的溶剂在电子传输层PC61BM和金属电极Ag之间插入8 nm的PEIE界面修饰...
【文章页数】：123 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 太阳能电池的基本工作原理、性能指标与分类和发展
1.2.1 太阳能电池的基本工作原理
1.2.2 太阳能电池的基本性能指标
1.2.3 太阳能电池的发展进程与分类
1.3 钙钛矿太阳能电池的研究状况
1.3.1 钙钛矿太阳能电池的发展历程
1.3.2 钙钛矿太阳能电池的结构分类
1.3.3 钙钛矿太阳能电池目前面临的主要问题和挑战
1.4 本论文的研究内容及各章安排
第二章 钙钛矿薄膜生长方法与测试表征
2.1 钙钛矿薄膜生长方法
2.1.1 溶液法
2.1.2 气相淀积法
2.1.3 钙钛矿薄膜的其他制备方法
2.2 钙钛矿太阳能电池特征参数的提取
2.2.1 太阳能电池I-V曲线拟合过程
2.2.2 钙钛矿太阳能电池特征参数的提取过程
2.3 钙钛矿太阳能电池的制备和表征测试方法
2.3.1 钙钛矿太阳能电池的制备相关设备
2.3.2 平面p-i-n结构钙钛矿太阳能电池的典型制备工艺
2.3.3 钙钛矿太阳能电池的表征和测试方法
2.4 本章小结
第三章 聚合物电解质界面修饰层的研究
3.1 引言
3.2 钙钛矿薄膜制备以及界面层修饰
3.2.1 钙钛矿薄膜的制备
3.2.2 聚合物电解质PEIE插入层的优化与器件制备
3.3 实验结果分析与讨论
3.3.1 器件光电性能分析
3.3.2 聚合物电解质PEIE插入层对界面能级的影响
3.3.3 聚合物电解质层PEIE对器件载流子输运影响
3.3.4 聚合物电解质层PEIE对器件稳定性的影响
3.4 本章小结
第四章 混合溶液作为反溶剂对钙钛矿薄膜成膜的研究
4.1 引言
4.2 一步法工艺优化以及器件制备
4.2.1 钙钛矿薄膜制备
4.2.2 钙钛矿太阳能电池制备
4.3 混合溶剂作为反溶剂对钙钛矿薄膜质量的影响
4.3.1 反溶剂对钙钛矿薄膜质量的影响
4.3.2 混合溶液作为反溶剂对钙钛矿薄膜形貌和光电特性的影响
4.4 混合溶液作为反溶剂对器件光电性能的影响
4.5 本章小结
第五章 组分工程在平面p-i-n结构的钙钛矿太阳能电池上应用的研究
5.1 引言
5.2 混合组分钙钛矿太阳能电池制备
5.2.1 混合组分钙钛矿薄膜制备
5.2.2 混合组分钙钛矿太阳能电池器件制备
5.3 实验结果分析和讨论
5.3.1 退火条件对MA_(0.7)FA_(0.3)Pb(I_(0.9)Br_(0.1))3钙钛矿薄膜的影响
5.3.2 退火条件对MA_(0.7)FA_(0.3)Pb(I_(0.9)Br_(0.1))3器件光电特性分析
5.3.3 MA_(0.7)FA_(0.3)Pb(I_(0.9)Br_(0.1))3钙钛矿太阳能电池热稳定性研究
5.4 基于柔性衬底的混合组分钙钛矿太阳能电池的研究
5.4.1 柔性衬底钙钛矿太阳能电池制备以及光电特性
5.4.2 柔性器件可靠性研究
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 未来工作展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]2030年后世界能源将走向何方?——全球主要能源展望报告分析[J]. 曹斌,李文涛,杜国敏,吴浩筠. 国际石油经济. 2016(11)
本文编号：3712363
【文章页数】：123 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 太阳能电池的基本工作原理、性能指标与分类和发展
1.2.1 太阳能电池的基本工作原理
1.2.2 太阳能电池的基本性能指标
1.2.3 太阳能电池的发展进程与分类
1.3 钙钛矿太阳能电池的研究状况
1.3.1 钙钛矿太阳能电池的发展历程
1.3.2 钙钛矿太阳能电池的结构分类
1.3.3 钙钛矿太阳能电池目前面临的主要问题和挑战
1.4 本论文的研究内容及各章安排
第二章 钙钛矿薄膜生长方法与测试表征
2.1 钙钛矿薄膜生长方法
2.1.1 溶液法
2.1.2 气相淀积法
2.1.3 钙钛矿薄膜的其他制备方法
2.2 钙钛矿太阳能电池特征参数的提取
2.2.1 太阳能电池I-V曲线拟合过程
2.2.2 钙钛矿太阳能电池特征参数的提取过程
2.3 钙钛矿太阳能电池的制备和表征测试方法
2.3.1 钙钛矿太阳能电池的制备相关设备
2.3.2 平面p-i-n结构钙钛矿太阳能电池的典型制备工艺
2.3.3 钙钛矿太阳能电池的表征和测试方法
2.4 本章小结
第三章 聚合物电解质界面修饰层的研究
3.1 引言
3.2 钙钛矿薄膜制备以及界面层修饰
3.2.1 钙钛矿薄膜的制备
3.2.2 聚合物电解质PEIE插入层的优化与器件制备
3.3 实验结果分析与讨论
3.3.1 器件光电性能分析
3.3.2 聚合物电解质PEIE插入层对界面能级的影响
3.3.3 聚合物电解质层PEIE对器件载流子输运影响
3.3.4 聚合物电解质层PEIE对器件稳定性的影响
3.4 本章小结
第四章 混合溶液作为反溶剂对钙钛矿薄膜成膜的研究
4.1 引言
4.2 一步法工艺优化以及器件制备
4.2.1 钙钛矿薄膜制备
4.2.2 钙钛矿太阳能电池制备
4.3 混合溶剂作为反溶剂对钙钛矿薄膜质量的影响
4.3.1 反溶剂对钙钛矿薄膜质量的影响
4.3.2 混合溶液作为反溶剂对钙钛矿薄膜形貌和光电特性的影响
4.4 混合溶液作为反溶剂对器件光电性能的影响
4.5 本章小结
第五章 组分工程在平面p-i-n结构的钙钛矿太阳能电池上应用的研究
5.1 引言
5.2 混合组分钙钛矿太阳能电池制备
5.2.1 混合组分钙钛矿薄膜制备
5.2.2 混合组分钙钛矿太阳能电池器件制备
5.3 实验结果分析和讨论
5.3.1 退火条件对MA_(0.7)FA_(0.3)Pb(I_(0.9)Br_(0.1))3钙钛矿薄膜的影响
5.3.2 退火条件对MA_(0.7)FA_(0.3)Pb(I_(0.9)Br_(0.1))3器件光电特性分析
5.3.3 MA_(0.7)FA_(0.3)Pb(I_(0.9)Br_(0.1))3钙钛矿太阳能电池热稳定性研究
5.4 基于柔性衬底的混合组分钙钛矿太阳能电池的研究
5.4.1 柔性衬底钙钛矿太阳能电池制备以及光电特性
5.4.2 柔性器件可靠性研究
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 未来工作展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]2030年后世界能源将走向何方?——全球主要能源展望报告分析[J]. 曹斌,李文涛,杜国敏,吴浩筠. 国际石油经济. 2016(11)
本文编号：3712363
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3712363.html
