大面积钙钛矿太阳能电池的制备与光电特性研究

发布时间：2017-11-23 23:16

  本文关键词：大面积钙钛矿太阳能电池的制备与光电特性研究

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【摘要】：作为目前光伏领域的研究热点,钙钛矿太阳能电池(Perovskite Solar Cells, PSCs)是一种基于有机-无机钙钛矿吸光材料(CH3CH3PbX3)的太阳能器件,其具有制备工艺简单、可溶液法制备、能量转化效率高等优点。目前,虽然钙钛矿太阳能电池的最高能量转化效率已达到20%,但大多数性能报道仍局限于较小的电池器件,在制备成本、稳定性及大面积模块化方面仍存在亟待解决的问题。本论文主要针对以上问题,设计并制备一种低成本高稳定性的大面积钙钛矿太阳能电池器件,目标是为钙钛矿太阳能电池的工业化生产进行探索性研究。首先,我们以PSCs大面积制备为目的,针对PSCs的各功能层的性质和特点,在PSCs制备过程中引入了浸渍提拉法与丝网印刷法,并分别用于制备电子收集层与碳背电极。结果表明,丝网印刷制备的多孔TiO2层PSCs获得了11.16%的能量转化效率,与常规匀胶旋涂法制备的PSCs接近。此外,添加了PEDOT:PSS的低温碳浆丝网印刷制备的HTM-free PSCs获得了4.20%的能量转化效率,且表现出良好的长期稳定性。其次,我们初步探索了钙钛矿电池的大面积模块化,设计并制备了并联、串联、串并联混合三种模块构型的大面积PSCs器件,器件的活性面积为12.6 cm2-13.6cm2,三种构型的PSCs器件分别获得了4.08%、2.09%以及3.69%的最高能量转化效率。最后,我们采用碳背电极替代贵金属背电极,制备大面积的HTM-free C-PSCs器件,并考察了其长期稳定性。结果表明,活性面积达10.8 cm2的串联C-PSCs获得了2.03%的能量转化效率,且在暗态、未封装、空气条件下保存,2500 h后器件仍表现出较好的稳定性。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM914.4

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本文编号：1220191