高效电荷传输材料在钙钛矿太阳能电池中的应用

发布时间：2021-05-22 19:48

　　有机-无机杂化钙钛矿材料（例如CH3NH3Pb X3,X=I、Br和Cl）凭借其高消光系数、低激子结合能及长载流子扩散长度等优异性质,成为新一代光伏器件中极具前景的材料。在过去的几年里,钙钛矿太阳能电池的光电转换效率（PCE）从3.8%急剧提高到22.7%,位于溶液法制备的光伏电池的前列。本论文中首先总结了钙钛矿太阳能电池的研究进程,然后系统研究了电荷传输材料在钙钛矿太阳能电池中的应用。常见的电子传输层（ETL）例如TiO2通常需要高温煅烧（>450°C）,并不适合于柔性器件的制备。本文,我们用室温磁控溅射的氧化铌（Nb2O5）作为ETL制备高性能平面钙钛矿太阳能电池。制备的a-Nb2O5非晶薄膜均匀致密且无需退火,使得电池获得17.1%光电转换效率。有趣的是,当我们利用高温煅烧（500°C）的晶体c-Nb2O5作为ETL时,电池效率为17.2%,与使用a-Nb2O5的效率接近,突出了a-Nb2O5在降低能耗方面的优势。接着,我们对a-Nb2O5薄膜的性质进行系统的研究,霍尔效应测试发现a-Nb2O5具有很高的电子迁移率和电导率;开尔文探针力显微镜测试确定了a-Nb2O5和c-N... 

【文章来源】：苏州大学江苏省

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
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第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 太阳能电池的基本性质与表征方法
        1.2.1 太阳能电池的工作原理
        1.2.2 太阳能电池的表征方法
        1.2.3 太阳能电池的发展及其分类
    1.3 有机金属卤化物钙钛矿太阳能电池
        1.3.1 钙钛矿材料特性
        1.3.2 钙钛矿太阳能电池的器件结构
        1.3.3 钙钛矿太阳能电池的研究进展
    1.4 本论文的主要研究内容和意义
        1.4.1 无机电子传输材料在钙钛矿多晶薄膜电池中的应用
        1.4.2 有机聚合物空穴传输材料在钙钛矿量子点电池中的应用
    参考文献
第二章 室温制备五氧化二铌(Nb_2O_5)作为电子传输层以实现高效的平面钙钛矿太阳能电池
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂与仪器
        2.2.2 材料合成
        2.2.3 Nb_2O_5薄膜沉积
        2.2.4 TiO_2薄膜制备
        2.2.5 器件制备
        2.2.6 测试与表征
    2.3 结果讨论与分析
        2.3.1 Nb_2O_5薄膜性质
        2.3.2 基于不同Nb_2O_5ETL的器件性能
        2.3.3 钙钛矿/ETL界面电荷传输和复合
    2.4 本章小结
    参考文献
第三章 聚合物空穴传输材料实现高效的钙钛矿量子点(α-CsPbI3)太阳能电池
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂与仪器
        3.2.2 α-CsPbI_3量子点合成与纯化
        3.2.3 CsPbI_3量子点太阳能电池制备
        3.2.4 测试与表征
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 钙钛矿量子点的合成
        3.3.2 钙钛矿量子点器件性能
        3.3.3 CsPbI_3量子点性质
        3.3.4 钙钛矿量子点/HTL界面电荷传输和复合
        3.3.5 器件的能量损失
    3.4 本章小结
    参考文献
第四章 总结与展望
    4.1 全文总结
    4.2 研究展望
攻读学位期间本人出版或公开发表的论著、论文
致谢



本文编号：3201569