PEA 2 CuBr 4 /FASnI 3 钙钛矿太阳能电池性能研究

发布时间：2025-02-09 19:59

　　自2012年至2019年,有机无机杂化铅基钙钛矿太阳能电池光电转化效率已经超过23%,但铅（Pb）元素的毒性限制了其进一步发展。锡基钙钛矿拥有与铅基钙钛矿相近的光学和电学性能,并且对生物和环境无毒无害,成为最有希望代替铅基钙钛矿的材料。锡基钙钛矿太阳能电池当前最主要的问题是钙钛矿材料不稳定和器件效率低。针对此问题,本论文将二维铜基钙钛矿（PEA₂CuBr₄）与三维锡基钙钛矿（FASnI₃）组合,形成一种稳定的PEA₂CuBr₄/FASnI₃（Cu/Sn基）钙钛矿材料,并对其基本性质和稳定性进行研究。随后将其应用在反型平面结构太阳能电池器件中,研究其光电性能。本论文主要研究内容如下:（1）Cu/Sn基钙钛矿材料的制备及性质研究。使用溶液旋涂法制备了不同比例的Cu/Sn基钙钛矿薄膜,利用X射线衍射（XRD）、X射线能谱（EDS）、X射线光电子能谱（XPS）、紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）、扫描电子显微镜（SEM）等方法对其结构成分、光学性能以及表面形貌进行分...

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 锡基钙钛矿太阳能电池概述
    1.3 卤化物(I,Br)锡基钙钛矿材料介绍
        1.3.1 MASn(I,Br)₃ 钙钛矿材料
        1.3.2 FASn(I,Br)₃ 钙钛矿材料
        1.3.3 CsSn(I,Br)₃ 钙钛矿材料
        1.3.4 混合阳离子三维锡基钙钛矿材料
        1.3.5 低维卤化物锡基钙钛矿材料
    1.4 锡基钙钛矿太阳能电池器件
        1.4.1 锡基钙钛矿薄膜制备方法
        1.4.2 锡基钙钛矿太阳能电池器件结构
        1.4.3 影响锡基钙钛矿太阳能电池性能的关键因素
    1.5 锡基钙钛矿太阳能电池稳定性
    1.6 本论文研究思路和主要内容
第2章 Cu/Sn基钙钛矿材料制备及性质研究
    2.1 Cu/Sn基钙钛矿材料制备
        2.1.1 实验材料和仪器
        2.1.2 Cu/Sn基钙钛矿前驱液制备
        2.1.3 Cu/Sn基钙钛矿薄膜制备
    2.2 Cu/Sn基钙钛矿结构和成分分析
        2.2.1 Cu/Sn基钙钛矿材料结构表征
        2.2.2 Cu/Sn基钙钛矿材料成分分析
    2.3 Cu/Sn基钙钛矿材料光学性能
        2.3.1 Cu/Sn基钙钛矿材料光吸收性能
        2.3.2 Cu/Sn基钙钛矿材料光学带隙
        2.3.3 Cu/Sn基钙钛矿材料荧光性质
    2.4 Cu/Sn基钙钛矿薄膜形貌
    2.5 本章小结
第3章 Cu/Sn基钙钛矿材料稳定性研究
    3.1 引言
    3.2 Cu/Sn基钙钛矿材料的热稳定性研究
    3.3 Cu/Sn基钙钛矿材料的湿度稳定性研究
    3.4 Cu/Sn基钙钛矿材料的抗氧化性研究
    3.5 本章小结
第4章 Cu/Sn基钙钛矿太阳能电池器件制备及性能研究
    4.1 引言
    4.2 反型平面结构钙钛矿电池器件制备
    4.3 Cu/Sn基钙钛矿电池器件性能表征
        4.3.1 Cu/Sn基钙钛矿电池器件效率
        4.3.2 Cu/Sn基钙钛矿电池器件IPCE分析
        4.3.3 Cu/Sn基钙钛矿电池器件重复性
        4.3.4 Cu/Sn基钙钛矿电池器件稳定性
        4.3.5 Cu/Sn基钙钛矿电池器件迟滞性
    4.4 Cu/Sn基钙钛矿电池器件光电性能分析
        4.4.1 载流子迁移率以及陷阱态密度
        4.4.2 开路电压与载流子复合
        4.4.3 暗电流与缺陷辅助复合
        4.4.4 电化学阻抗谱与复合电阻
    4.5 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
个人简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果



本文编号：4032788