平面异质结钙钛矿太阳能电池吸收层的制备与研究

发布时间：2017-11-14 15:31

  本文关键词：平面异质结钙钛矿太阳能电池吸收层的制备与研究

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【摘要】：太阳能作为一种人类可以利用的最丰富的能源,取之不尽、用之不竭,并且在开发利用的过程中不会对环境造成污染,可实现光电、光热和光化之间的转换。太阳能电池是可以直接把太阳光转换成电能的一种器件,其中钙钛矿太阳能电池,由于其较好的光吸收性能、较大的载流子扩散长度、较长的载流子寿命且自组装特性强等一系列优点,成为了太阳能电池中的新起之秀。但是目前仍存在大量的问题,需要进一步的研究,因此,开展对钙钛矿太阳能电池的进一步研究具有现实的意义。钙钛矿太阳能电池的结构有多种,制备方法也不尽相同,本文主要致力于对平面异质结钙钛矿太阳能电池中,平整均匀致密钙钛矿层的制备研究。(1)在传统一步溶液法制备过程中,由于在溶液中,PbI2和CH3NH3I反应速度难以控制,使生成的薄膜表面为纺丝状,有大量的基底裸露。在旋涂的过程中滴加反溶剂和使用热风辅助,可以使成膜前驱物迅速达到过饱和状态,成核密度增加,结晶效果得到改善。同时,经溶剂热处理后,CH3NH3PbI3薄膜颗粒尺寸显著增大,结晶度得到明显的提高。(2)在两步法制备钙钛矿薄膜过程中,当将CH3NH3I的异丙醇溶液旋涂在PbI2薄膜上,可通过调节CH3NH3I溶液的浓度以及旋涂的时间,来提高膜的质量:溶液浓度为60mmol/L、滴加时间为3s时,制备出的薄膜较致密,但是薄膜中仍有PbI2的剩余。当采用气相辅助溶液法时,可获得致密、均匀的薄膜。在温度为150℃条件下,通过改变反应时间,研究了CH3NH3I蒸气与PbI2薄膜反应生成CH3NH3PbI3的机理。(3)使用蒸汽辅助溶液法分别对PbCl2、Pb(CH3COO)2、PbNO3这三种不同的铅源进行了研究,发现在反应的过程中,均会产生PbI2中间相,且最终所需反应时间分别为60min、90min、120min。这主要是由于Pb(CH3COO)2和PbNO3受热易形成PbO,而Pb-O键能比Pb-I强,需要更长的时间才能彻底反应形成CH3NH3PbI3。
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O611.4;TM914.4

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本文编号：1185990