基于掺杂工艺制备的钙钛矿太阳能电池的性能研究

发布时间：2024-03-07 01:43

　　有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池由于其卓越的光电特性,在可再生能源中表现出较大的应用潜力。得益于钙钛矿薄膜合成的不断改进和优化、器件结构设计的优化以及界面传输层相互作用的深入研究,目前其认证的最高效率值已达到22.7%。其中,界面传输层与钙钛矿活性层的光学、电学性质是影响器件性能的关键所在。本论文分别从传输层与活性层掺杂的角度出发,具有针对性的调控空穴传输层与钙钛矿活性层相应的光电性质。具体如下:(1)首先,我们开展了空穴传输层掺杂的工作。我们与山东大学晶体材料研究所的夏海兵教授课题组合作,将尺寸约为46 nm的金银纳米合金应用到钙钛矿太阳能电池中,这也是首次将金银纳米合金作为添加剂,应用到p-i-n型钙钛矿的PEDOT:PSS层中的工作。通过优化过后,掺杂过后的器件能达到16.76%的光电效率值,与未掺杂的器件相比,实现了28%的效率提升。IPCE、紫外吸收、荧光及电化学交流阻抗的系统测试结果表明,由于金银纳米合金较强的散射效应,器件的光吸收特性得到明显的增加。同时由于金银纳米合金的掺杂,修饰后的PEDOT:PSS层具备更好的电荷传输特性。(2)我们研究了富勒烯衍生物C_60<...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1NREL认证的太阳能电池的分类及研究进展钙钛矿(perovskite)是一种矿物的名称，其化学组成为CaTiO3

但制作成本相对较高。)薄膜太阳能电池，主要包括砷化镓GaAs、铜铟镓锡CIGS、碲化镉CdTe等。该太阳能电池吸收层较薄，光电转化效率较高，器件较稳定，但所用材料储量较少或有毒性，因此不能得到大规模的生产。)新型太阳能电池，包括染料敏化太阳能电池、有机太阳能电池、钙钛....

图1.4理想钙钛矿ABX3的晶体结构

PCE==oc×sc×作的状态。构及其结构特点通式为ABX3，可看作密堆积的结果，如图1.4、甲眯离子等，B指二价金属阳离子，X是指卤理想钙钛矿的晶体，可认为是B与X组成的12]立方八面体，A原子与X原子以立....

图1.11不同钙钛矿薄膜制备方法的比较

图1.11不同钙钛矿薄膜制备方法的比较1.10钙钛矿的电子传输材料钙钛矿太阳能电池除了需要钙钛矿吸收层吸收太阳光以外，还要具备与其相匹的传输材料，进行电子与空穴的有效传输，从而达到理想的器件效率。电子传输(electrontransportlayer)能够与活性层形成较....

图3.1器件的结构示意图以及J-V曲线图

速离心机中进行离心处理，将得到的金银纳米合金颗粒分浓度的溶液。然后将得到的金银纳米合金以不同的溶液中，并在冰域中超声振荡一段时间，确保金银纳米颗同时，未掺杂金银纳米合金的PEDOT:PSS溶液作为对比经过0.45μm的水系滤头过滤后再进行使用。的溶液以转速3000r....

本文编号：3921197