钙钛矿太阳电池中TiO 2 电子传输层界面修饰的研究

发布时间：2023-06-03 15:21

　　社会不断地发展进步带来了能源匮乏和环境污染两大问题,促使了大量科研工作者努力的探索,开发新的、洁净的能源替代传统化石能源。太阳能是储量丰富,环境友好的新能源。当前,硅基太阳电池是目前利用太阳能最有效的方式,但其复杂的制备过程,昂贵的制作成本和伴随而来的环境污染催生了研究人员对低成本,环境友好新型薄膜太阳电池探索的兴趣。自2009年以来,钙钛矿太阳电池(Perovskite solar cells,PSCs)以其高转换效率、简易的制作过程、较低的制备成本、可大面积制作等优点受到了大量科研工作者的推崇。TiO2由于其合适的导带位置,宽禁带,较强的电子传输能力,优良的透光性,低廉的制作成本成为了目前最为常用的电子传输层。然而,当前TiO2电子传输层还存在下面这些问题,影响着钙钛矿太阳电池的转换效率:(1)较低的电导率;(2)较高的薄膜缺陷态密度,易导致发生载流子复合;(3)TiO2与钙钛矿层的能级不匹配影响着电池的载流子提取效率和开路电压。本论文针对TiO2电子传输层存在影响钙钛矿太阳电池性能的以上问题,采用界面修饰的方法,提高电池的转换效率,其主要研究内容和结果如下:1.γ-巯丙基三甲氧基...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 钙钛矿太阳电池的结构与工作原理
        1.2.1 钙钛矿太阳电池的结构
        1.2.2 钙钛矿材料的结构
        1.2.3 钙钛矿太阳电池的工作原理
    1.3 钙钛矿太阳电池电子传输层的研究
        1.3.1 电子传输材料的研究
        1.3.2 电子传输层界面修饰的研究
        1.3.3 影响电子传输层性能的因素
    1.4 论文的选题意义及研究内容
        1.4.1 论文的选题意义
        1.4.2 研究内容
第2章 钙钛矿太阳电池的制备及表征方法
    2.1 实验耗材及设备
        2.1.1 实验耗材
        2.1.2 主要实验设备
    2.2 钙钛矿太阳电池的制备
        2.2.1 钙钛矿太阳电池制备流程
        2.2.2 FTO玻璃预处理
        2.2.3 TiO₂电子传输层制备
        2.2.4 钙钛矿层制备
        2.2.5 空穴传输层制备
        2.2.6 Ag电极的制备
    2.3 测试与表征
第3章 γ-MPTS修饰介孔TiO₂提升钙钛矿太阳电池性能
    3.1 引言
    3.2 实验仪器与试剂
    3.3 电池制备
        3.3.1 γ-MPTS修饰层的制备
        3.3.2 电池制备
    3.4 实验结果与讨论
        3.4.1 γ-MPTS修饰介孔TiO₂表征分析
        3.4.2 电池性能分析
    3.5 本章小结
第4章 Ce掺杂TiO₂电子传输层的钙钛矿太阳电池制备及性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验仪器与试剂
    4.3 电池制备
        4.3.1 Ce-TiO₂介孔电子传输层的制备
        4.3.2 电池的制备
    4.4 实验结果与讨论
        4.4.1 电池性能分析
        4.4.2 Ce-TiO₂电子传输层EDS和XPS分析
        4.4.3 Ce-TiO₂电子传输层SEM和TEM分析
        4.4.4 Ce-TiO₂电子传输层的光学性质
        4.4.5 钙钛矿薄膜性能分析
        4.4.6 Ce-TiO₂电子传输性能分析
    4.5 本章小结
第5章 DNA修饰TiO₂电子传输层的钙钛矿太阳电池制备及性能研究
    5.1 引言
    5.2 实验仪器与试剂
    5.3 电池制备
        5.3.1 DNA-TiO₂介孔电子传输层的制备
        5.3.2 电池的制备
    5.4 实验结果与讨论
        5.4.1 DNA-TiO₂介孔电子传输层表征分析
        5.4.2 电池性能分析
        5.4.3 电子复合过程及机理
    5.5 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果



本文编号：3829552