改善钙钛矿薄膜形貌及优化空穴传输层对钙钛矿太阳能电池性能的影响
发布时间：2022-01-24 21:57
钙钛矿形貌以及空穴传输层的特性是影响钙钛矿太阳能电池光电转换性能的两个重要因素。本论文利用乙酸和氯苯的混合溶剂蒸气改善了钙钛矿薄膜表面形貌,采用DMSO处理PEDOT:PSS优化空穴传输层的电导率和光透过率,研究了对钙钛矿电池性能的影响及机理。其主要工作如下:第一,为了增大钙钛矿薄膜的晶粒尺寸,提高其结晶性以及减少钙钛矿薄膜内的缺陷,进一步改善钙钛矿电池器件的性能。首先把摩尔比为1:1的PbI2和CH3NH3I的前驱体溶液旋涂成膜后进行热退火,实现晶粒的生长。而后引入乙酸与氯苯（HAc/CB）的混合溶剂蒸汽对所制备的钙钛矿薄膜进行处理,进一步改善了薄膜的形貌和结晶,实验结果表明,处理后的钙钛矿晶粒尺寸由130nm增大到160nm,荧光寿命从93.12ns增长到118.25ns,薄膜内缺陷态密度从2.74×1015cm-3减少到2.48×1015cm-3。晶粒尺寸增大会降低薄膜内的晶界,降低因晶界引起的缺陷,减少非辐射复合,提升载流子的寿命和薄膜对光的吸收。利用氯苯和乙酸的混合溶剂处理MAPbI3层能够有效改善电池器件的光电特性,通过乙酸和氯苯混合溶剂蒸气处理的器件在光强100mW/cm...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２钙钛矿太阳能电池工作原理??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?Ｔｈｅ?ｗｏｒｋｉｎｇ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ?ｓｏｌａｒ?ｃｅｌｌｓ??
３．２．２器件测试方法??光伏器件的电流电压曲线是通过ＡＢＥＴ?Ｓｕｎ?２０００太阳光模拟器产生］ＯＯｍＷ／ｃｍ２??的标准ＡＭ１．５Ｇ光谱照射器件，经过Ｋｅｉｔｈｌｅｙ?２４００测量获得。使用卓立汉光的Ｚｏｌｉｘ??Ｓｏｌａｒ?Ｃｅｌｌ?Ｓｃａｎ?１００测得器件的外量子效率。使用Ｓｈｉｍａｄｚｕ?ＵＶ－３１０１ＰＣ在室温??下测得薄膜在４００到８００ｎｍ光波段的紫外可见吸收光谱。所有的测试都是在手套箱??以外的空气环境中进行的，光伏器件也没有做任何封装处理。稳态荧光光谱是使??用ＨｏｒｉｂａＦｌｕｏｒｏｌｏｇ光谱仪测得，在稳态荧光光谱测试过程中，钙钛矿的薄膜上??会旋涂一层ＰＭＭＡ薄膜（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ?ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ，?ＰＭＭＡ），阻止ＭＡＰｂＩ：ｉ薄膜在空??气中的分解。使用Ｈｉｔａｃｈｉ，Ｓ－４８００扫描电子显微镜测试薄膜的电子扫描图像。Ｘ??射线衍射光谱是使用Ｄ／ｍａｘ?２２００Ｖ?Ｘ射线粉末衍射仪测得，衍射角范围是ＫＴ到??５０。。??３．３混合溶剂蒸气处理对器件性能的影响??
３．２．２器件测试方法??光伏器件的电流电压曲线是通过ＡＢＥＴ?Ｓｕｎ?２０００太阳光模拟器产生］ＯＯｍＷ／ｃｍ２??的标准ＡＭ１．５Ｇ光谱照射器件，经过Ｋｅｉｔｈｌｅｙ?２４００测量获得。使用卓立汉光的Ｚｏｌｉｘ??Ｓｏｌａｒ?Ｃｅｌｌ?Ｓｃａｎ?１００测得器件的外量子效率。使用Ｓｈｉｍａｄｚｕ?ＵＶ－３１０１ＰＣ在室温??下测得薄膜在４００到８００ｎｍ光波段的紫外可见吸收光谱。所有的测试都是在手套箱??以外的空气环境中进行的，光伏器件也没有做任何封装处理。稳态荧光光谱是使??用ＨｏｒｉｂａＦｌｕｏｒｏｌｏｇ光谱仪测得，在稳态荧光光谱测试过程中，钙钛矿的薄膜上??会旋涂一层ＰＭＭＡ薄膜（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ?ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ，?ＰＭＭＡ），阻止ＭＡＰｂＩ：ｉ薄膜在空??气中的分解。使用Ｈｉｔａｃｈｉ，Ｓ－４８００扫描电子显微镜测试薄膜的电子扫描图像。Ｘ??射线衍射光谱是使用Ｄ／ｍａｘ?２２００Ｖ?Ｘ射线粉末衍射仪测得，衍射角范围是ＫＴ到??５０。。??３．３混合溶剂蒸气处理对器件性能的影响??
本文编号：3607370
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２钙钛矿太阳能电池工作原理??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?Ｔｈｅ?ｗｏｒｋｉｎｇ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ?ｓｏｌａｒ?ｃｅｌｌｓ??
３．２．２器件测试方法??光伏器件的电流电压曲线是通过ＡＢＥＴ?Ｓｕｎ?２０００太阳光模拟器产生］ＯＯｍＷ／ｃｍ２??的标准ＡＭ１．５Ｇ光谱照射器件，经过Ｋｅｉｔｈｌｅｙ?２４００测量获得。使用卓立汉光的Ｚｏｌｉｘ??Ｓｏｌａｒ?Ｃｅｌｌ?Ｓｃａｎ?１００测得器件的外量子效率。使用Ｓｈｉｍａｄｚｕ?ＵＶ－３１０１ＰＣ在室温??下测得薄膜在４００到８００ｎｍ光波段的紫外可见吸收光谱。所有的测试都是在手套箱??以外的空气环境中进行的，光伏器件也没有做任何封装处理。稳态荧光光谱是使??用ＨｏｒｉｂａＦｌｕｏｒｏｌｏｇ光谱仪测得，在稳态荧光光谱测试过程中，钙钛矿的薄膜上??会旋涂一层ＰＭＭＡ薄膜（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ?ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ，?ＰＭＭＡ），阻止ＭＡＰｂＩ：ｉ薄膜在空??气中的分解。使用Ｈｉｔａｃｈｉ，Ｓ－４８００扫描电子显微镜测试薄膜的电子扫描图像。Ｘ??射线衍射光谱是使用Ｄ／ｍａｘ?２２００Ｖ?Ｘ射线粉末衍射仪测得，衍射角范围是ＫＴ到??５０。。??３．３混合溶剂蒸气处理对器件性能的影响??
３．２．２器件测试方法??光伏器件的电流电压曲线是通过ＡＢＥＴ?Ｓｕｎ?２０００太阳光模拟器产生］ＯＯｍＷ／ｃｍ２??的标准ＡＭ１．５Ｇ光谱照射器件，经过Ｋｅｉｔｈｌｅｙ?２４００测量获得。使用卓立汉光的Ｚｏｌｉｘ??Ｓｏｌａｒ?Ｃｅｌｌ?Ｓｃａｎ?１００测得器件的外量子效率。使用Ｓｈｉｍａｄｚｕ?ＵＶ－３１０１ＰＣ在室温??下测得薄膜在４００到８００ｎｍ光波段的紫外可见吸收光谱。所有的测试都是在手套箱??以外的空气环境中进行的，光伏器件也没有做任何封装处理。稳态荧光光谱是使??用ＨｏｒｉｂａＦｌｕｏｒｏｌｏｇ光谱仪测得，在稳态荧光光谱测试过程中，钙钛矿的薄膜上??会旋涂一层ＰＭＭＡ薄膜（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ?ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ，?ＰＭＭＡ），阻止ＭＡＰｂＩ：ｉ薄膜在空??气中的分解。使用Ｈｉｔａｃｈｉ，Ｓ－４８００扫描电子显微镜测试薄膜的电子扫描图像。Ｘ??射线衍射光谱是使用Ｄ／ｍａｘ?２２００Ｖ?Ｘ射线粉末衍射仪测得，衍射角范围是ＫＴ到??５０。。??３．３混合溶剂蒸气处理对器件性能的影响??
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