钙钛矿太阳能电池界面电荷转移及稳定性探究
发布时间：2023-04-11 00:18
能源是人类社会发展和进步的基础。进入21世纪以来,随着全球化石能源的不断消耗与日益枯竭,导致全球环境问题日益严重,人类迫切需要寻找一种可再生的新能源来代替传统的化石能源。太阳能具有取之不尽、用之不竭、环保等特点,受到科研工作者的关注。作为现阶段解决人类面临的能源危机的科技,以光伏效应为工作原理的太阳能电池将太阳能直接转化为工业和生活使用的电能。钙钛矿太阳能电池(PSCs)作为一种新型光伏器件在近几年有了较快的发展,相比于传统的太阳能电池,钙钛矿太阳能电池以其简单的制作工艺、较低的成本、高效的理论光电转化效率等优点成为近年来最热门的研究领域。尽管目前的钙钛矿太阳能电池光电转化效率(PCE)已到达惊人的25.2%,但是仍然存在着一系列的问题,如稳定性较差。从本质上讲,限制PSCs光电转化效率和稳定性的主要影响因素是电荷传输和界面电荷转移行为,因此提高钙钛矿薄膜与二氧化钛薄膜之间的界面电荷转移行为与晶格匹配程度是提高PSCs效率和稳定性的主要方法。本论文从优化二氧化钛(TiO2)晶型结构、优化钙钛矿薄膜、优化钙钛矿/TiO2界面入手,采用稳态荧光(...
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 太阳能电池的发展现状及分类
1.2.1 太阳能电池的发展历程
1.2.2 第一代太阳能电池-晶体硅太阳能电池
1.2.3 薄膜太阳能电池
1.2.4 新型太阳能电池
1.3 钙钛矿太阳能电池的发展历程
1.4 钙钛矿太阳能电池稳定性的研究现状
1.5 钙钛矿太阳能电池的结构
1.5.1 钙钛矿晶体结构
1.5.2 钙钛矿太阳能电池的结构
1.5.3 钙钛矿太阳能电池的工作原理
1.5.4 二氧化钛电荷传输性对钙钛矿太阳能电池的影响
1.6 二氧化钛电荷传输性与钙钛矿太阳能电池稳定性的研究方法
1.7 选题依据及主要研究内容
第二章 实验方法
2.1 化学试剂及实验设备
2.2 材料表征方法
2.2.1 透射电子显微镜
2.2.2 扫描电子显微镜
2.2.3 X射线衍射仪
2.2.4 紫外-可见光谱仪
2.2.5 荧光光谱仪
2.2.6 X射线光电子能谱
2.2.7 循环伏安法
2.3 PSCs性能的研究方法
2.3.1 光电流-光电压曲线测试
2.3.2 荧光寿命测试
2.3.3 单色光光电转化效率测试
第三章 介孔层以及钙钛矿层的优化
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原材料
3.2.2 A-TiO2 纳米颗粒以及介孔层前驱体溶液的合成
3.2.3 A-TiO2基PSCs和 D-TiO2基PSCs的制备
3.3 结果与讨论
3.3.1 A-TiO2 纳米颗粒表征分析
3.3.2 A-TiO2基PSCs的表征分析
3.3.3 基于钙钛矿层不同制备方法的PSCs表征
3.4 本章小结
第四章 de-Nb-TiO2的制备及de-Nb-TiO2基PSCs性能的探究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验试剂与原料
4.2.2 de-Nb-TiO2 纳米材料的合成与表征
4.2.3 de-Nb-TiO2基PSCs的制备以及表征手段
4.3 结果与讨论
4.3.1 de-Nb-TiO2 纳米颗粒的表征
4.3.2 de-Nb-TiO2基PSCs的表征分析
4.4 本章小结
第五章 de-Nb-TiO2基钙钛矿太阳能电池稳定性探究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验试剂及原料
5.2.2 de-Nb-TiO2 纳米颗粒材料的合成与表征
5.2.3 de-Nb-TiO2 表面去掺杂化的最适条件及标征手段
5.2.4 A-TiO2和de-Nb-TiO2基PSCs的制备
5.3 结果与讨论
5.3.1 A-TiO2和de-Nb-TiO2基PSCs在黑暗条件下的稳定性
5.3.2 A-TiO2和de-Nb-TiO2基PSCs的热稳定性
5.3.3 不同温度形成 de-Nb-TiO2基 PSCs 的紫外稳定性
5.4 本章小结
第六章 结果与展望
6.1 结论
6.2 创新性
6.3 进一步工作建议
参考文献
研究生期间发表论文及专利
附录 名词缩写
致谢
作者简历
本文编号：3788988
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
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中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 太阳能电池的发展现状及分类
1.2.1 太阳能电池的发展历程
1.2.2 第一代太阳能电池-晶体硅太阳能电池
1.2.3 薄膜太阳能电池
1.2.4 新型太阳能电池
1.3 钙钛矿太阳能电池的发展历程
1.4 钙钛矿太阳能电池稳定性的研究现状
1.5 钙钛矿太阳能电池的结构
1.5.1 钙钛矿晶体结构
1.5.2 钙钛矿太阳能电池的结构
1.5.3 钙钛矿太阳能电池的工作原理
1.5.4 二氧化钛电荷传输性对钙钛矿太阳能电池的影响
1.6 二氧化钛电荷传输性与钙钛矿太阳能电池稳定性的研究方法
1.7 选题依据及主要研究内容
第二章 实验方法
2.1 化学试剂及实验设备
2.2 材料表征方法
2.2.1 透射电子显微镜
2.2.2 扫描电子显微镜
2.2.3 X射线衍射仪
2.2.4 紫外-可见光谱仪
2.2.5 荧光光谱仪
2.2.6 X射线光电子能谱
2.2.7 循环伏安法
2.3 PSCs性能的研究方法
2.3.1 光电流-光电压曲线测试
2.3.2 荧光寿命测试
2.3.3 单色光光电转化效率测试
第三章 介孔层以及钙钛矿层的优化
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原材料
3.2.2 A-TiO2 纳米颗粒以及介孔层前驱体溶液的合成
3.2.3 A-TiO2基PSCs和 D-TiO2基PSCs的制备
3.3 结果与讨论
3.3.1 A-TiO2 纳米颗粒表征分析
3.3.2 A-TiO2基PSCs的表征分析
3.3.3 基于钙钛矿层不同制备方法的PSCs表征
3.4 本章小结
第四章 de-Nb-TiO2的制备及de-Nb-TiO2基PSCs性能的探究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验试剂与原料
4.2.2 de-Nb-TiO2 纳米材料的合成与表征
4.2.3 de-Nb-TiO2基PSCs的制备以及表征手段
4.3 结果与讨论
4.3.1 de-Nb-TiO2 纳米颗粒的表征
4.3.2 de-Nb-TiO2基PSCs的表征分析
4.4 本章小结
第五章 de-Nb-TiO2基钙钛矿太阳能电池稳定性探究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验试剂及原料
5.2.2 de-Nb-TiO2 纳米颗粒材料的合成与表征
5.2.3 de-Nb-TiO2 表面去掺杂化的最适条件及标征手段
5.2.4 A-TiO2和de-Nb-TiO2基PSCs的制备
5.3 结果与讨论
5.3.1 A-TiO2和de-Nb-TiO2基PSCs在黑暗条件下的稳定性
5.3.2 A-TiO2和de-Nb-TiO2基PSCs的热稳定性
5.3.3 不同温度形成 de-Nb-TiO2基 PSCs 的紫外稳定性
5.4 本章小结
第六章 结果与展望
6.1 结论
6.2 创新性
6.3 进一步工作建议
参考文献
研究生期间发表论文及专利
附录 名词缩写
致谢
作者简历
本文编号：3788988
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