基于共轭液晶性小分子添加剂提高钙钛矿太阳能电池性能及稳定性的研究

发布时间：2023-03-22 20:31

　　有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池由于其性能优异,制备方法简单,吸引了众多研究者的目光。钙钛矿太阳能电池的光电转换效率在十年内从刚开始的3.8%迅速增长至现在的25.2%,已经可与传统的多晶硅太阳能电池及Cu(In,Ga)Se2薄膜太阳能电池相比。尽管钙钛矿太阳能电池已经取得了突飞猛进的进展,但其差的稳定性制约了进一步大规模的商业化应用。在钙钛矿太阳能电池中,器件的效率与稳定性受到钙钛矿活性层形貌及结晶质量的影响。现如今,钙钛矿薄膜的制备方法多为低温溶液法,在该法制备过程中难以有效控制钙钛矿薄膜的成核和结晶生长速率,导致形成具有较多晶界和缺陷的多晶薄膜。钙钛矿薄膜中存在大量的缺陷及晶界时,会导致非辐射复合及离子迁移的产生,使得器件的效率及稳定性下降。研究人员利用多种策略优化钙钛矿薄膜的质量,并进一步提高了器件的效率及稳定性,其中,以添加剂工程最为简单高效。但是,目前常用的添加剂还难以在分子水平上调控钙钛矿薄膜的微观结构有序性。具有共轭结构的液晶小分子不仅具有液晶取向有序的特征,而且还具有优异的光电性能。将其作为添加剂引入到钙钛矿前驱体溶液中,不仅能够钝化钙钛矿薄膜缺陷,提高结晶质量,而且能...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 引言
    1.1 概述
    1.2 钙钛矿晶体结构及薄膜制备
        1.2.1 钙钛矿的晶体结构
        1.2.2 钙钛矿薄膜的制备方法
    1.3 钙钛矿太阳能电池结构及工作原理
        1.3.1 钙钛矿太阳能电池结构
        1.3.2 钙钛矿太阳能电池工作原理
    1.4 钙钛矿薄膜质量及其器件性能的优化方案
    1.5 添加剂工程提高钙钛矿薄膜质量及其太阳能电池性能的研究进展
    1.6 本课题的研究内容及意义
第2章 基于多功能化离子液晶添加剂调控钙钛矿结晶生长及其太阳能电池光伏性能
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 钙钛矿太阳能电池的制备方法
        2.2.4 模拟计算方法
        2.2.5 测试与表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 6CNBP-N ILC与PbI₂的相互作用
        2.3.2 6CNBP-N ILC的掺杂量对钙钛矿薄膜质量的影响
        2.3.3 6CNBP-N ILC的掺杂对钙钛矿薄膜光电性能的影响
        2.3.4 6CNBP-N ILC的掺杂对钙钛矿太阳能电池器件性能的影响
        2.3.5 6CNBP-N ILC的掺杂对钙钛矿薄膜及其器件稳定性的影响
    2.4 本章小结
第3章 羧基功能化联苯液晶小分子添加剂调控钙钛矿晶体生长及其太阳能电池光伏性能
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料
        3.2.2 实验仪器
        3.2.3 钙钛矿太阳能电池的制备方法
        3.2.4 测试与表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 BPDA的掺杂量对钙钛矿薄膜的影响
        3.3.2 添加剂分子中联苯液晶基元的引入对钙钛矿薄膜的影响
        3.3.3 添加剂分子中联苯液晶基元的引入对钙钛矿太阳能电池性能的影响
    3.4 本章小结
第4章 结论与展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果



本文编号：3767534