离子液体材料调控高效钙钛矿太阳电池电子传输层及光吸收层

发布时间：2024-06-15 00:33

　　近年来,有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池因其优良的光电性能而备受关注。其光电转换效率从2009年的3.8%快速上升至2020年的25.2%,在光伏电池和应用中展现出广阔的应用前景。但钙钛矿太阳电池材料中的光吸收层容易受到环境氧气、湿度等影响而分解,导致电池效率的衰减。离子液体类材料由于自身的独特性质,在钙钛矿太阳能电池效率及稳定性方面展示了良好的应用效果。电子传输层及吸光层是影响钙钛矿太阳能电池的关键因素。调控优化电子传输层材料及吸光层材料是提高电池光电转换效率和稳定性的有效策略之一。本文主要开展了基于离子液体材料调控优化的高效钙钛矿太阳电池电子传输层及光吸收层的相关研究。主要研究内容和创新点如下:1.开展了离子液体材料调控钙钛矿太阳能电池电子传输层的系统研究。鉴于制备传统电子传输材料存在高温条件及工艺复杂等问题,我们通过微波法直接在FTO上原位制备电子传输材料,低温、快速制备了高效的电子传输层,有效提高了钙钛矿太阳能电池的稳定性及光电效率。研究了阳离子不同、阴离子相同的两种离子液体([BMIM]NTF₂和[HOOCMMIM]NTF₂)对电子传...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-2ABX3的晶体结构图[4]

山东师范大学硕士学位论文41.3.1基本结构1.3.1.1晶体结构钙钛矿材料的晶体结构通式为ABX3型[4]，如图1-2所示，通常为立方体结构或八面体结构。其中，A离子位于立方晶体的中心，被12个X离子包围，形成配位立方八面体结构，其配位数为12；B离子位于立方晶胞的顶角，被6个....

图1-3钙钛矿太阳能电池的两种构型[10]

山东师范大学硕士学位论文5结构为钙钛矿。而当t=1时，形成立方晶格结构；当0.89<t<1.0时，形成三方晶系菱面体结构；当t<0.96时，其对称性转变为正交结构[5-9]1.3.1.2电池结构钙钛矿太阳电池常见的基本结构为导电玻璃/电子传输层/钙钛矿吸光层/空穴传输层/金属电极....

图1-4钙钛矿太阳能电池的能级结构及载流子传输过程[47]

山东师范大学硕士学位论文74-叔丁基吡啶（TBP），得到20.1%高效率，但仍存在重复性差等问题[28]。Christians课题组将CuI作为空穴传输材料应用到钙钛矿太阳电池中，器件效率达到了6%[29]。2017年，许宗祥课题组通过将甲氧基修饰的三苯胺基团掺杂到酞菁分子上来制....

图1-5太阳能电池的J-V曲线

山东师范大学硕士学位论文8传输材料和空穴传输材料收集，即电子由钙钛矿吸光层传输到电子传输层，最后被导电玻璃（FTO）收集；空穴由钙钛矿吸光层层传输到空穴传输层，最后在金属电极处收集，然后通过连接金属电极和FTO形成电流，形成一个完整的光电转换过程。但在这些过程中会伴随着一些载流子....

本文编号：3994651