基于TiO 2 纳米棒阵列的高效钙钛矿太阳能电池的制备

发布时间：2023-04-23 04:46

　　近年来,钙钛矿太阳能电池因其爆发式的发展而受到越来越多研究者的关注,目前世界最高效率记录已经达到22.7%。因为定向生长的Ti02一维纳米棒阵列(TiO2-NA)具有优越的电子传输性能,所以它可以作为电子传输层应用到钙钛矿太阳能电池当中。本文制备了高效率、无迟滞、高稳定性的基于Ti02-NA电子传输层的钙钛矿太阳能电池。首先,通过调整致密层,探究了其对形貌的影响;接着具体探究了水热反应制备纳米棒阵列过程中,不同溶剂比、反应时间等因素对纳米棒阵列生长的影响。其次,分别研究了铯(Cs)掺杂,铯(Cs)、钾(K)共掺杂的混合型钙钛矿吸光层光电转换性能。在Cs掺杂的混合型钙钛矿吸光层的工作中,探究了不同浓度钙钛矿前驱体、退火时间、退火温度等因素对钙钛矿成膜结晶、晶粒生长、膜面形貌等方面的影响。并采用紫外可见光(Uv-vis)吸收光谱、光致发光(PL)、原子力显微镜(AFM)、SCLC、谢乐公式等手段对不同浓度钙钛矿前驱体制备的钙钛矿层做了深度表征分析;在Cs、K共掺杂的混合型钙钛矿吸光层的工作中,探究了不同DMF:DMSO混合溶剂比、旋涂工艺等参数对钙钛矿成膜结晶、晶粒生长、膜面形貌等方面的影...

【文章页数】：102 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 背景介绍
    1.2 钙钛矿太阳能电池
        1.2.1 钙钛矿材料简介
        1.2.2 钙钛矿太阳能电池的结构和原理
        1.2.3 钙钛矿太阳能电池的制备方法
    1.3 基于一维纳米棒阵列基底的钙钛矿太阳能电池
        1.3.1 基于TiO₂纳米棒阵列基底的钙钛矿太阳能电池
        1.3.2 基于ZnO纳米棒阵列基底的钙钛矿太阳能电池
        1.3.3 基于其他纳米棒阵列基底的钙钛矿太阳能电池
    1.4 本文的选题思路和主要内容
第二章 实验部分
    2.1 实验所需原料
    2.2 实验仪器设备
    2.3 测试和表征方法
        2.3.1 场发射扫描电子显微镜(FESEM)
        2.3.2 X射线衍射(XRD)
        2.3.3 紫外可见(UV-vis)吸收光谱
        2.3.4 光致发光(PL)
        2.3.5 原子力显微镜(AFM)
        2.3.6 钙钛矿太阳能电池的电化学性能分析
第三章 电子传输层材料制备与表征
    3.1 TiO₂致密层的制备与表征
        3.1.1 前驱体溶液法制备TiO₂致密层
        3.1.2 ALD法制备TiO₂致密层
    3.2 TiO₂纳米棒阵列的制备与表征
        3.2.1 体系中不同溶剂比的讨论
        3.2.2 不同反应时间的讨论
        3.2.3 其他基底上长的TiO₂纳米棒阵列
    3.3 本章小结
第四章 钙钛矿吸光层材料制备与表征
    4.1 一步法(中间体-反溶剂)制备Cs掺杂的混合型钙钛矿吸光层
        4.1.1 不同浓度钙钛矿前驱体制备的钙钛矿材料的表征
        4.1.2 不同浓度钙钛矿前驱体钙钛矿结晶生长的分析
        4.1.3 体系盖板模型的提出
    4.2 步法(中间体-反溶剂)制备Cs、K共掺杂的混合型钙钛矿吸光层
        4.2.1 不同溶剂体积比对钙钛矿成膜的影响
        4.2.2 不同旋涂工艺对杂钙钛矿成膜的影响
    4.3 本章小结
第五章 基于TiO₂-NA的钙钛矿太阳能电池制备与表征
    5.1 基于TiO₂-NA的钙钛矿太阳能电池制备
    5.2 光电转换效率的表征
        5.2.1 基于Cs掺杂的混合型钙钛矿制备的太阳能电池
        5.2.2 基于Cs、K共掺杂的混合型钙钛矿制备的太阳能电池
    5.3 EQE分析
    5.4 稳定性分析
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的科研成果
致谢



本文编号：3799117