季铵盐优化钙钛矿太阳能电池的研究

发布时间：2025-01-04 00:13

　　有机-无机杂化钙钛矿具有高吸收系数、高载流子迁移率、可调直接带隙、低激子结合能等优点,因此成为广泛研究的光电材料之一。钙钛矿太阳能电池光电转换效率发展迅速,短短十几年间从3.8%迅速提升到25.2%。目前为止,研究出的钙钛矿太阳能电池电流密度已接近其理论极限,但由于光吸收层的形成能低、制备过程中易引入杂质、缺陷较多等原因,导致载流子在传输过程中发生非辐射复合,这是造成电池开路电压损失的重要原因,薄膜表面的不完整也导致填充因子较低。为了优化钙钛矿太阳能电池性能,界面工程已成为一种有效方法。界面工程,是在原始钙钛矿太阳能电池结构的基础上,通过引入中间层,达到不同的表面改性效果,包括改善薄膜形貌、调整表面功函数、缺陷钝化、提高电池的长期稳定性等。本研究主要以季铵盐电解质材料作为主要材料,运用界面工程原理对电池进行优化。作为一种两亲性聚合物,季铵盐常被用于界面工程中,以增强亲水性钙钛矿与疏水性基底之间的接触,同时起到调整表面功函数的效果,以便电荷在界面间得到有效传输,此外,季铵盐结构中具有两性离子,能够有效钝化钙钛矿薄膜表面的正负离子型缺陷,减少载流子传输过程中的非辐射复合,从而降低电压损失。首...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１美国可再生能源实验室２０２０年２月发布的太阳能电池效率图ｍ??Ｆｉｇｕｒｅ?１．１?Ｓｏｌａｒ?ｃｅｌｌ??

心：略?Ｓ??＾?ｊｉ．?＾?＾＾Ｗｘ．?夺—＜？■??＇２?＾?．．一－．?ｍ：－??ｉ??４??＾?ｉ－－．．！．．．．?．Ｃｔ＾Ａ＾＾．．．．ｉ．……Ｌ．．．．＿ｉ．．．．．１……Ｌ．．．．．１?．?１．．．．．ｔ?；?？，．．丨ｉ?ｔ?１?ｉ?ｊ．?．．，?ｔ?．．ｉ?…....

图１．２钙钛矿材料晶体结构??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?Ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ??

?第１章绪论???Ｓｍ＾－辜一一—％??＾ｒ?＾????＾??＾?：?Ａ?（Ｃ＇Ｈ３ＮＨ３＋?ＮＨ，Ｃ?Ｈ＝ＮＨ；＋?Ｃｓ?）??：Ｂ?（?Ｐｂ２＋，?Ｓｎ：＋）??？?：?Ｘ?（?Ｃｌ＼?Ｂｒ＼?Ｉ?）??图１．２钙钛矿材料晶体结构??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?Ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｔ....

图１．６反溶剂法制备钙钛矿薄膜示意图［１９］??１９

?第１章绪论???时间向薄膜滴加与原溶剂极性相反的反溶剂溶液（如乙酸乙酯），促进钙钛矿层??的均匀成核，随后将电池转移至热台退火处理，以得到均匀致密的钙钛矿薄膜。??但反溶剂法存在对操作人员要求高、器件制备面积较小等缺点，同样限制了它的??应用。??＼?＼?＿?二?＿??ｓ＾ｎｍ....

图１．７导致钙钛矿发生分解的外界成分［５４］??Ｆｉｇｕｒｅ?１．７?Ｅｘｔｅｒｎａｌ?ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ?ｔｈａｔ?ｃａｕｓｅ?ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｏｆ?ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ＾５４！??

?第］章绪论???’’??■＇?？：＇；＾？＂＇ｌｌｉ?：?■?■?：??．?？．．，冷??？?＊＊？＊？＊＊？＊．（＇二??？?？？■？＇？、？?？．??霸．、??⑩??图１．７导致钙钛矿发生分解的外界成分［５４］??Ｆｉｇｕｒｅ?１．７?Ｅｘｔｅｒｎａｌ?ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ....

本文编号：4022602