自组装分子膜界面修饰对提高钙钛矿薄膜光电性质的研究

发布时间：2021-10-27 07:01

　　钙钛矿太阳能电池器件中,钙钛矿光吸收层的成膜质量和载流子传输层的稳定性对器件的开路电压、短路电流、寿命等起到关键性作用。而载流子传输层中的空穴传输层常用的材料多为不稳定的有机材料（如:PEDOT:PSS、PTAA、P₃HT）,从而导致钙钛矿太阳能电池器件的稳定性差。无机金属氧化物由于稳定性较好、载流子迁移率较高,因此成为空穴传输材料的良好选择,例如氧化镍。其中,氧化镍的能级与MAPbI₃（CH₃NH₃PbI₃）材料相匹配可以起到传输空穴阻挡电子的作用,从而减少载流子复合。然而,由于氧化镍表面的羟基基团的存在而导致容易形成电荷缺陷态,并且钙钛矿薄膜在氧化镍表面沉积的结晶质量较低以及覆盖度较差,从而导致器件的性能降低。近期,人们发现在载流子传输层表面引入带有羟基、氨基和吡啶等基团的自组装分子膜来修饰界面,不仅可以钝化表面,减少电荷缺陷,而且还可以改善钙钛矿薄膜的成膜质量。本论文选用稳定性较好的氧化镍作为无机空穴传输层。一方面,探索利用磁控溅射法制备质量较好的氧化镍薄膜,另一方面,尝... 

【文章来源】：云南大学云南省 211工程院校

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 钙钛矿太阳能电池概述
    §1.1 钙钛矿材料和器件的研究背景
    §1.2 钙钛矿太阳能电池的发展历程及研究现状
        §1.2.1 发展历程
        §1.2.2 研究现状
    §1.3 钙钛矿太阳能电池
        §1.3.1 工作原理
        §1.3.2 性能参数
    §1.4 钙钛矿太阳能电池中电极界面缓冲层的材料研究进展
        §1.4.1 阴极界面缓冲层（ETL）
        §1.4.2 阳极界面缓冲层（HTM）
        §1.4.3 功能性组组装分子膜（SAMs）界面修饰
    §1.5 研究内容
第二章 薄膜的制备与表征方法及实验原料
    §2.1 薄及其器件的制备方法
        §2.1.1 氧化镍薄膜的制备方法
        §2.1.2 钙钛矿薄膜的制备方法
        §2.1.3 自组装分子膜（SAMs）的制备方法
        §2.1.4 钙钛矿太阳能电池器件的制备
    §2.2 表征方法
        §2.2.1 X射线衍射仪（XRD）
        §2.2.2 扫描电子显微镜（SEM）
        §2.2.3 原子力显微镜（AFM）
        §2.2.4 紫外可见吸收光光谱（UV-Vis）
        §2.2.5 光致发光光谱（PL）
        §2.2.6 Raman光谱与FTIR光谱
        §2.2.7 XPS测试
        §2.2.8 电化学表征
    §2.3 实验试剂与仪器设备
        §2.3.1 实验试剂
        §2.3.2 测试设备
        §2.3.3 实验仪器
    §2.4 本章小结
第三章 氧化镍空穴传输层的制备及表征
    §3.1 引言
    §3.2 制备工艺及流程
        §3.2.1 实验设备及原理
        §3.2.2 制备工艺
        §3.2.3 操作流程
    §3.3 制备工艺对氧化镍薄膜的影响
        §3.3.1 不同的氧气气流量对氧化镍薄膜的影响
        §3.3.2 不同的溅射时间对氧化镍薄膜形貌的影响
        §3.3.3 不同的退火温度对氧化镍透过率的影响
    §3.4 本章小结
第四章 自组装分子膜的制备与表征
    §4.1 引言
    §4.2 前期探索
    §4.3 氨基酸自组装分子膜的制备
        §4.3.1 自组装分子膜的原理
        §4.3.2 自组装分子膜的制备
    §4.4 氨基酸自组装分子膜的性能表征
        §4.4.1 接触角
        §4.4.2 形貌表征
        §4.4.3 电化学表征
    §4.5 本章小结
第五章 NiOx/SAMS作作为阳极界面缓冲层在钙钛矿太阳能电池中的应应用
    §5.1 引言
    §5.2 钙钛矿太阳能电池光吸收层的制备及表征
        §5.2.1 钙钛矿薄膜的制备
        §5.2.2 自组装分子膜对光吸收层成分的影响
        §5.2.3 自组装分子膜对光吸收层形貌的影响
        §5.2.4 自组装分子膜对光吸收层吸收的影响
    §5.3 氨基酸自组装分子膜的制备
        §5.3.1 钙钛矿太阳能电池的制备
        §5.3.2 性能表征
    §5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    §6.1 总结
    §6.2 展望
参考文献
致谢



本文编号：3461104