基于多氨基大分子调控钙钛矿太阳能电池性能及稳定性

发布时间：2024-07-01 22:07

　　基于有机-无机杂化铅卤化物钙钛矿材料为光吸收层构建的钙钛矿太阳能电池由于其出色的光电性能,成为了太阳能电池领域的一颗新星,其光电转换效率不断被刷新,目前已经达到了23.7%的认证效率。然而,钙钛矿太阳能电池要实现大规模的商业化应用,还存在一定的挑战。尤其是钙钛矿太阳能电池的稳定性差,极大地制约了其商业化进程。钙钛矿太阳能电池稳定性问题主要来自两个方面:太阳能电池器件的稳定性和钙钛矿材料自身的稳定性。针对于这两个方面的问题,本论文采用多氨基大分子的碘化物——碘化聚乙烯亚胺(PEI·HI),分别对反向平面钙钛矿太阳能电池中的NiO_x空穴传输层进行界面修饰,以及对钙钛矿活性层进行晶界修饰,研究基于多氨基大分子的界面工程和晶界工程对钙钛矿太阳能电池性能和稳定性的影响。主要的研究内容如下:1.采用PEI·HI对NiO_x空穴传输层进行界面修饰,研究了PEI·HI界面修饰对NiO_x空穴传输层光学性能、表面形貌,以及钙钛矿薄膜结晶生长的影响,进而研究其对钙钛矿太阳能电池性能的影响,获得了高质量的钙钛矿薄膜和高效稳定的钙钛矿太阳能电池。重...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1ABX3型钙钛矿的晶体结构：（左）BX6正八面体，（右）AX12立方八面体[45]

第1章引言钙钛矿晶体结构机-无机杂化钙钛矿的化学式为ABX3，其中A代表CH3NH3+(MHNH3+(FA+)等有机铵离子；B代表Pb或Sn等金属阳离子；X代。此外，纯无机钙钛矿中A通常代表Cs+等阳离子。A位离子和会和6个和12个....

图1.2一步法制备钙钛矿薄膜[58]

Sn基钙钛矿的最大问题是在空气中会自掺杂（Sn2+被氧化成Sn4+），重复性差[47-49]。除此之外，铋（Bi）[50,51]、锑（Sb）[52,53]、铜（Cu的元素也被用于制备钙钛矿太阳能电池。素离子的取代也会对钙钛矿薄膜、形貌以及器件性能产生一定的影掺入后，会使得钙....

图1.3两步法制备钙钛矿薄膜[58,76]

第1章引言法的制备工艺十分简单，但是制备过程含有很多不可控因素，使得钙均匀致密，影响了电池的性能[59,60]。两步法是指先将溶解好的PbI2旋涂于处理好的基底上，而后将其进通过旋涂法（如图1.3a所示）或浸泡法（如图1.3b所示）与MAI溶，形成钙钛矿薄膜。然....

图1.4基于（a）半导体TiO2介孔层（b）绝缘体Al2O3介孔层的钙钛矿结构

第1章引言相辅助沉积法是混合了溶液法和热蒸发沉积法的一种新的制备钙法。此方法是通过先将PbI2溶液旋涂在处理好的基底上，然后低（MAI或MACl），这样制备的钙钛矿薄膜的晶粒内部缺陷少，并[78-81]。同气相沉积法相比，其对真空度要求低，温度也较低，覆盖溶液法相比，....

本文编号：3999255