基于氧化镍空穴传输层的PIN型钙钛矿太阳电池研究

发布时间：2024-05-30 19:45

　　近年来,有机无机杂化钙钛矿太阳电池的光电转换效率迅速地由3.8%提升至23.7%。大部分高性能器件都需要高质量的电子传输层和空穴传输层分别对光吸收层钙钛矿产生的电子和空穴进行有效传输。无机传输层材料由于具有高载流子迁移率和高稳定性等优势受到了广泛的关注,氧化镍材料作为一种无机空穴传输层材料,具有载流子迁移率高,稳定性好,光学透过率高,功函数与钙钛矿能级相对匹配以及制备方法简单等优势。氧化镍空穴传输层多被用在p-i-n型平面钙钛矿太阳电池中,但氧化镍基钙钛矿太阳电池的光电转换效率相对于PEDOT:PSS基钙钛矿太阳电池仍然较低,主要原因是氧化镍薄膜导电性不高,氧化镍衬底与钙钛矿薄膜的界面接触较差以及氧化镍衬底上生长的钙钛矿薄膜结晶性和质量较差。本文主要研究了基于氧化镍空穴传输层的p-i-n型钙钛矿太阳电池,针对其开路电压和短路电流较低的问题,分别采用PTAA界面修饰和Na离子掺杂的方法对氧化镍空穴传输层进行了优化。并尝试了通过预制备氧化镍纳米颗粒来实现低温制备氧化镍薄膜的方法。本文的具体内容如下:(1)为了实现氧化镍薄膜的低温制备,尝试制备氧化镍纳米颗粒,并将其均匀地分散在去离子水中。选...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    第一节 研究背景
    第二节 钙钛矿太阳电池概述
        1.2.1 钙钛矿太阳电池结构
        1.2.2 钙钛矿太阳电池的工作原理
        1.2.3 钙钛矿太阳电池的发展历程
    第三节 基于氧化镍空穴传输层的钙钛矿太阳电池的研究
        1.3.1 氧化镍空穴传输层基本性质
        1.3.2 基于氧化镍空穴传输层的钙钛矿太阳电池国内外研究进展
        1.3.3 氧化镍空穴传输层的改进方法
    第四节 选题意义及研究内容
    第五节 章节安排
第二章 基于氧化镍空穴传输层的钙钛矿太阳电池制备与表征
    第一节 实验药品
    第二节 基于氧化镍空穴传输层的钙钛矿太阳电池的制备
        2.2.1 空穴传输层的制备
            2.2.1.1 低温溶液法氧化镍空穴传输层的制备
            2.2.1.2 高温溶液法氧化镍空穴传输层及修饰层的制备
            2.2.1.3 掺杂氧化镍空穴传输层的制备
        2.2.2 钙钛矿吸收层的制备
        2.2.3 电子传输层及修饰层的制备
        2.2.4 金属电极的制备
    第三节 电池性能测试及材料表征设备与方法
        2.3.1 X射线衍射测试(XRD)
        2.3.2 光致发光光谱(PL)及时间分辨光致发光光谱测试(TRPL)
        2.3.3 X射线光电子能谱(XPS)
        2.3.4 扫描电子显微镜测试(SEM)
        2.3.5 原子力显微镜测试(AFM)
        2.3.6 电化学阻抗测试(EIS测试)
        2.3.7 透过反射光谱测试
        2.3.8 电池J-V特性测试
        2.3.9 外量子效率测试(EQE)
第三章 氧化镍纳米颗粒的制备及其在钙钛矿太阳电池中的初步应用
    第一节 引言
    第二节 低温制备的氧化镍薄膜在钙钛矿太阳电池中的应用及厚度调节..
    第三节 本章小节
第四章 氧化镍空穴传输层的界面修饰及其对钙钛矿太阳电池性能的影响
    第一节 引言
    第二节 PTAA界面修饰层对氧化镍基钙钛矿太阳电池性能的影响
        4.2.1 界面修饰对氧化镍及钙钛矿薄膜结构及形貌的优化
        4.2.2 界面修饰对空穴传输层电学性能的优化
        4.2.3 添加界面修饰层对钙钛矿太阳电池性能的优化
    第三节 本章小节
第五章 钠掺杂氧化镍空穴传输层及其在钙钛矿太阳电池中的应用研究
    第一节 引言
    第二节 钠掺杂氧化镍薄膜对钙钛矿太阳电池性能影响的研究
        5.2.1 钠离子掺杂对氧化镍薄膜的影响
        5.2.2 掺杂氧化镍薄膜对钙钛矿薄膜结构,形貌及质量的影响
        5.2.3 掺杂氧化镍对钙钛矿薄膜电学性质以及光学性质的影响
        5.2.4 氧化镍薄膜掺杂对钙钛矿太阳电池性能的优化
    第三节 本章小节
第六章 结论与展望
    第一节 全文总结
    第二节 展望
参考文献
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果



本文编号：3984717