银铜碘化物/钙钛矿共混太阳能电池器件与光电性能研究

发布时间：2024-03-05 17:57

　　以卤化铅钙钛矿材料为基础的太阳能电池自2009年首次报道以来,因其优异的光电性能及相对简单的器件制备工艺引起了世界范围内众多研究人员的广泛关注。经过短短8年时间其光电转换效率就突破了 22%。目前为了尽可能的提高电池效率,其中的空穴传输层多采用价格昂贵且合成工艺复杂的有机空穴传输层,如Sprio-OMeTAD,P3HT和PEDOT:PSS等,这将提高器件成本且影响器件稳定性。在本文中,我们通过简单的元素直接反应和旋涂作用,实现了一种无空穴传输层的银铜碘化物/钙钛矿共混层太阳能电池,在AM1.5的模拟太阳光下获得了11.69%的光电转换效率。相关研究工作主要有以下几个方面:1、我们通过一系列的测试技术研究了碘化银/钙钛矿共混层作用的机理,证明了碘化银以量子点的形式与钙钛矿形成共混层。这个混合的现象被证明是发生在用于制膜的旋涂过程中,且在该过程中完美的原位形成了均匀致密的薄膜。2、我们通过TPV测试研究了薄膜太阳能电池中光生载流子动力学的相关问题,证明了碘化银具有阻挡电子的作用,而碘铜银/钙钛矿薄膜与纯钙钛矿的TPV曲线表现出完全相反的电荷载流子响应,这表明碘铜银的存在改变了钙钛矿的能级。...

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１钙钛矿ＣＨａＮＨｂＭＸＷＭ＾二价阳离子，Ｘ＝卤素）的Ａ－位ＣＨ３ＮＨ３＋阳离子分子运动的??晶胞

１．１．２．２相变及其成因??打趣的足，甲氨越（ＭＡ＝ＣＨ３ＮＨ３１）卤化物钙钛矿材料随温度的变化发生结??构相变，由于甲氨基阳离子沿着Ｃ－Ｎ轴或者相对于晶轴的分子运动…】，如图１－１??所示。通过旧和ｌ４Ｎ核磁共振光谱研究发现，在高温阶段观察到高速旋转，当??温度降低时，旋转就....

图１．３?（ａ）具有介孔二氧化钛层的介观钙钛矿太阳能电池；（ｂ）无介孔二氧化钛层的平面??结构钙钛矿太阳能电池

（ＥＴＬ）?／轉钛矿层／穴传输层（ＨＴＬ）。因为制备电子传输层如二氧化钛致密层??的传统工艺都需要一个较高的温度（超过４００°Ｃ），而基于ＩＴＯ的钙钛矿具有ｐ－ｉ－ｎ??结构（反向平面结构），即ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ／齊钛矿／ＰＣＢＭ结构（图１．４ａ）?［３５＿３７］。这??些材料可....

图１．４?（ａ）?—个典型的ｐ－ｉ－ｎ型太阳能电池器件的组成和能带示意图；（ｂ）?—个典型的ｎ－ｉ－ｐ??型太阳能电池器件的组成和能带示意图

图１．４?（ａ）?—个典型的ｐ－ｉ－ｎ型太阳能电池器件的组成和能带示意图；（ｂ）?—个典型的ｎ－ｉ－ｐ??型太阳能电池器件的组成和能带示意图。??除了图１．３和图１．４所示的这两种典型钙钛矿太阳能电池的结构以外，无空??穴传输层的结构也可以，因为钙钛矿本身可以传输空穴。在这种无空....

图１．５?—步法和两步法旋涂制备ＣＨ３ＮＨ３Ｐｂｌ３钙钛矿薄膜的流程示意图

鲁‘．?．?＊．??—■ＯＵｔＴＡＣ??图１．４?（ａ）?—个典型的ｐ－ｉ－ｎ型太阳能电池器件的组成和能带示意图；（ｂ）?—个典型的ｎ－ｉ－ｐ??型太阳能电池器件的组成和能带示意图。??除了图１．３和图１．４所示的这两种典型钙钛矿太阳能电池的结构以外，无空??穴传输层的结构也可以....

本文编号：3919828