基于有机/无机杂化钙钛矿材料的太阳能电池研究
发布时间：2023-03-04 22:37
基于CH3NH3Pb I3的有机/无机杂化钙钛矿太阳能电池异军突起,在短短5年内,电池效率从2009年的3.8%提高到2012年的9.7%,再到如今的19.3%。如此迅速的效率提高和如此高的电池效率使得有机/无机杂化钙钛矿太阳能电池备受瞩目。目前,关于有机/无机杂化钙钛矿太阳能电池的研究主要集中在提高电池的能量转化效率,而对钙钛矿电池稳定性的研究却很少,但是稳定性却是钙钛矿电池走向实际应用最关键的问题。本论文在尝试不同方法制备高性能的钙钛矿电池的基础上,研究潮湿环境和光照下钙钛矿电池性能衰减的本质原因,然后尝试通过不同的界面后处理方法解决钙钛矿电池的稳定性问题。首先,本论文通过不同的钙钛矿沉积方法制备了FTO/Ti O2/CH3NH3Pb I3/HTM/Ag平面结构钙钛矿电池,其最高效率达到了15.8%。在此基础上,研究了氧化锌致密层对电池性能的影响。利用原子层沉积(ALD)技术低温制备Zn O致密层取代高温烧结的溶胶凝胶法Ti O2致密层。研究表明:将Pb I2和CH3NH3I的DMF混合溶液一步法获得的钙钛矿层用于FTO/Zn O/CH3NH3Pb I3/HTM/Ag电池,电池效率...
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
1.绪论
1.1 研究背景
1.2 有机/无机杂化钙钛矿太阳能电池的概述
1.2.1 有机/无机杂化钙钛矿太阳能电池的发展历史
1.2.2 有机/无机杂化钙钛矿太阳能电池的结构和工作原理
1.2.3 有机/无机杂化钙钛矿的晶体结构
1.3 有机/无机杂化钙钛矿太阳能电池的研究进展
1.3.1 钙钛矿层沉积方法
1.3.2 钙钛矿材料的改性
1.3.3 光阳极
1.3.4 光阴极
1.4 选题意义及研究内容
2. 平面结构的钙钛矿电池的制备和主要表征手段
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验药品与实验仪器
2.2.2 TiO2致密层的制备
2.2.3 甲胺碘的合成
2.2.3 不同方法沉积制备钙钛矿层
2.2.4 HTM的旋涂和Ag层的蒸发
2.3 实验主要的表征和分析手段
2.3.1 X射线粉末衍射表征
2.3.2 傅里叶变换红外光谱(FTIR)测试
2.3.3 紫外-可见吸收光谱(UV-vis)测试
2.3.4 场发射扫描电子显微镜(FESEM)
2.3.5 电池I-V性能曲线测试
2.3.6 电池的电化学阻抗测试
2.3.7 电池的光电转换效率测试(IPCE)
3. 原子层沉积ZnO致密层在钙钛矿太阳能电池中的应用
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 原子层沉积ZnO致密层的制备
3.2.2 电池的组装
3.3 基于ALD-ZnO致密层与不含Cl的先驱溶液的电池性能测试与讨论
3.3.1 ALD-ZnO致密层与溶胶凝胶法TiO2致密层的SEM分析
3.3.2 基于ALD-ZnO致密层的电池I-V曲线的分析
3.4 基于ALD-ZnO致密层与含Cl的先驱溶液的电池性能测试与讨论
3.4.1 不同基底上的钙钛矿的宏观形貌与组分分析
3.4.2 ALD-ZnO烧结对钙钛矿的宏观形貌与组分的影响
3.4.3 ALD-ZnO烧结温度对钙钛矿的的紫外可见吸收光谱与电池性能的影响
3.5 结论
4. 钙钛矿电池的湿度稳定性研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 计算方法
4.2.2 原子层沉积超薄Al2O3层的制备
4.2.3 电池的组装和测试
4.3 理论计算H2O对于各种有机/无机杂化钙钛矿结构的影响
4.4 超薄Al2O3的沉积对钙钛矿结构及其电池性能的影响
4.4.1 超薄Al2O3的沉积对于钙钛矿结构的影响
4.4.2 在HTM层上沉积超薄Al2O3层对电池效率及稳定性的影响
4.5 结论
5.钙钛矿电池的光照稳定性研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 氨基酸处理TiO2致密层
5.2.2 电池的组装
5.3 氨基酸处理TiO2致密层对钙钛矿电池的性能影响
5.3.1 光照下基底对钙钛矿材料的影响
5.3.2 氨基酸处理TiO2致密层对钙钛矿材料的影响
5.3.3 氨基酸处理TiO2致密层对钙钛矿电池效率及稳定性的影响
5.4 结论
6. 结论与展望
参考文献
攻读学位期间研究成果
致谢
本文编号：3755144
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
1.绪论
1.1 研究背景
1.2 有机/无机杂化钙钛矿太阳能电池的概述
1.2.1 有机/无机杂化钙钛矿太阳能电池的发展历史
1.2.2 有机/无机杂化钙钛矿太阳能电池的结构和工作原理
1.2.3 有机/无机杂化钙钛矿的晶体结构
1.3 有机/无机杂化钙钛矿太阳能电池的研究进展
1.3.1 钙钛矿层沉积方法
1.3.2 钙钛矿材料的改性
1.3.3 光阳极
1.3.4 光阴极
1.4 选题意义及研究内容
2. 平面结构的钙钛矿电池的制备和主要表征手段
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验药品与实验仪器
2.2.2 TiO2致密层的制备
2.2.3 甲胺碘的合成
2.2.3 不同方法沉积制备钙钛矿层
2.2.4 HTM的旋涂和Ag层的蒸发
2.3 实验主要的表征和分析手段
2.3.1 X射线粉末衍射表征
2.3.2 傅里叶变换红外光谱(FTIR)测试
2.3.3 紫外-可见吸收光谱(UV-vis)测试
2.3.4 场发射扫描电子显微镜(FESEM)
2.3.5 电池I-V性能曲线测试
2.3.6 电池的电化学阻抗测试
2.3.7 电池的光电转换效率测试(IPCE)
3. 原子层沉积ZnO致密层在钙钛矿太阳能电池中的应用
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 原子层沉积ZnO致密层的制备
3.2.2 电池的组装
3.3 基于ALD-ZnO致密层与不含Cl的先驱溶液的电池性能测试与讨论
3.3.1 ALD-ZnO致密层与溶胶凝胶法TiO2致密层的SEM分析
3.3.2 基于ALD-ZnO致密层的电池I-V曲线的分析
3.4 基于ALD-ZnO致密层与含Cl的先驱溶液的电池性能测试与讨论
3.4.1 不同基底上的钙钛矿的宏观形貌与组分分析
3.4.2 ALD-ZnO烧结对钙钛矿的宏观形貌与组分的影响
3.4.3 ALD-ZnO烧结温度对钙钛矿的的紫外可见吸收光谱与电池性能的影响
3.5 结论
4. 钙钛矿电池的湿度稳定性研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 计算方法
4.2.2 原子层沉积超薄Al2O3层的制备
4.2.3 电池的组装和测试
4.3 理论计算H2O对于各种有机/无机杂化钙钛矿结构的影响
4.4 超薄Al2O3的沉积对钙钛矿结构及其电池性能的影响
4.4.1 超薄Al2O3的沉积对于钙钛矿结构的影响
4.4.2 在HTM层上沉积超薄Al2O3层对电池效率及稳定性的影响
4.5 结论
5.钙钛矿电池的光照稳定性研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 氨基酸处理TiO2致密层
5.2.2 电池的组装
5.3 氨基酸处理TiO2致密层对钙钛矿电池的性能影响
5.3.1 光照下基底对钙钛矿材料的影响
5.3.2 氨基酸处理TiO2致密层对钙钛矿材料的影响
5.3.3 氨基酸处理TiO2致密层对钙钛矿电池效率及稳定性的影响
5.4 结论
6. 结论与展望
参考文献
攻读学位期间研究成果
致谢
本文编号：3755144
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/3755144.html
