基于等离子体共振增强的倒置钙钛矿太阳能电池的研究

发布时间：2022-10-17 17:01

　　在过去的几年中,有机无机杂化钙钛矿由于其消光系数高、能带宽度大、优良的双极特性等优点而备受研究者关注。自2009年至今不到十年的时间里,钙钛矿太阳能电池的光电转化效率从最初的3.8%飞速提升至22%以上。目前,光明的发展前景使钙钛矿太阳能电池的研究热潮有增无减。钙钛矿活性层结晶质量是影响器件性能的首要因素,论文首先针对传统两步旋涂法制备钙钛矿太阳能电池工艺中容易出现的问题（如过量PbI₂残留、膜层重复工艺差等）进行了一系列的对比实验。分别研究了PbI₂的溶液添加剂和膜层不同退火方式对活性层结晶质量和器件性能的影响,同时对CH₃NH₃I（MAI）的溶液浓度和溶剂组分进行了优化,使基础器件性能最终稳定在11-13%。尽管甲胺碘化铅（CH₃NH₃PbI₃即MAPbI₃）作为活性层具有极好的光吸收能力,但是其在短波（＜550 nm）和长波（＞750 nm）附近的光吸收并不是很强,因此提升其光吸收能力可以进一步改善器件性能... 

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 钙钛矿太阳能电池简介
        1.2.1 钙钛矿太阳能电池结构
        1.2.2 钙钛矿太阳能电池的制备工艺
        1.2.3 钙钛矿太阳能电池的表征手段
        1.2.4 钙钛矿太阳电池国内外研究进展
    1.3 等离子体共振效应在钙钛矿太阳能电池中的应用简介
        1.3.1 等离子体共振原理及其在太阳能电池中的发展历史
        1.3.2 等离子体共振效应在钙钛矿太阳能电池中的应用
    1.4 本文工作简介
第二章 倒置钙钛矿太阳能电池活性层的优化
    2.1 倒置平面钙钛矿太阳能电池的制备工艺
        2.1.1 器件结构
        2.1.2 基片清洗和溶液配制
        2.1.3 器件的制备
    2.2 PbI_2膜层的优化
        2.2.1 溶液添加剂改善PbI_2膜层成膜质量
        2.2.2 优化PbI_2膜层的退火方式
    2.3 MAI溶液的优化
        2.3.1 MAI浓度的调节
        2.3.2 MAI溶液中添加DMF
    2.4 本章小结
第三章 Ag@SiO_2纳米方在倒置钙钛矿太阳能电池中的应用
    3.1 Ag@SiO_2纳米方的合成与表征
        3.1.1 Ag@SiO_2纳米方的合成
        3.1.2 Ag@SiO_2纳米方的表征
    3.2 Ag@SiO_2纳米方在钙钛矿太阳能电池中的应用
        3.2.1 器件性能
        3.2.2 实验表征
    3.3 本章小结
第四章 Au@PSS四面体在倒置钙钛矿太阳电池中的应用
    4.1 Au@PSS四面体
        4.1.1 Au@PSS四面体的优越性
        4.1.2 Au@PSS四面体的合成
        4.1.3 Au@PSS四面体的表征
    4.2 Au@PSS四面体局域场模拟
        4.2.1 Au@PSS在PEDOT:PSS表层的分布情况
        4.2.2 Au@PSS四面体FDTD局域场模拟
    4.3 Au@PSS四面体在倒置钙钛矿太阳能电池中的应用
        4.3.1 Au@PSS四面体时器件性能的影响
        4.3.2 Au@PSS四面体对钙钛矿层形貌的影响
        4.3.3 Au@PSS四面体的等离子体共振效应
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Improving power conversion efficiency of perovskite solar cells by cooperative LSPR of gold-silver dual nanoparticles[J]. 刘鹏,杨兵初,刘钢,吴闰生,张楚俊,万方,李水根,阳军亮,高永立,周聪华.  Chinese Physics B. 2017(05)
[2]钙钛矿太阳能电池:光伏领域的新希望[J]. 魏静,赵清,李恒,施成龙,田建军,曹国忠,俞大鹏.  中国科学:技术科学. 2014(08)
[3]基于网格计算环境下的空间信息多级格网研究[J]. 邵振峰,李德仁.  地理信息世界. 2005(02)



本文编号：3692448