大晶粒钙钛矿太阳电池制备及光电特性研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ruindown
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池(简称为钙钛矿太阳电池)在近几年受到众多科研工作者关注,其中因为其具有简单的制备工艺、成本低、效率高,可制备超薄柔性器件等优点,将来很有机会成为有价值应用的太阳电池。但是,钙钛矿太阳电池的发展路程比较短,在各个方面依然存在很多问题。例如,目前报道的具有高效率的钙钛矿太阳电池大部分都具有Pb等重金属元素,电池效率衰减快,对环境湿度敏感等。为了解决上述问题,大部分研究人员选择优化钙钛矿吸光层,这是因为钙钛矿吸光层的主要作用包括光的吸收和电荷的传输,是钙钛矿太阳电池性能的其中一个关键。其中,电荷的传输受到钙钛矿吸光层的晶界影响,尤其是平行于器件界面的晶界,另外光的吸收能力受到钙钛矿晶体的结晶性和厚度所影响。具有大晶粒尺寸的钙钛矿薄膜明显内部的晶界更少。因此,大晶粒尺寸、均匀致密、高结晶性和没有针孔等为高质量钙钛矿薄膜的性质。具有这些性质的钙钛矿薄膜的器件通常具有更高的效率和稳定性,所以如何制备具有大晶粒尺寸的钙钛矿薄膜成为科研工作者的其中一个热点。  本论文分别采用刮涂法和热基底喷涂法制备具有大晶粒尺寸的钙钛矿薄膜,这里使用的这两种方法均属于一步法,制备快速简单,所制备的钙钛矿薄膜具有大晶粒尺寸、全覆盖、均匀致密等优点。此外,还进行了喷涂法和刮涂法与反溶剂一步旋涂法的对比,根据刮涂法的优点得出刮涂法适合大规模大面积制备,而且使用前驱体的量最少。  1.喷涂法快速制备大晶粒钙钛矿薄膜及其平板结构的太阳电池光电性能  采用热基底喷涂法在TiO2致密层上制备钙钛矿薄膜,探讨不同衬底加热温度对形貌的影响、还有不同时间段的成膜状态。总结出一种可以制备全覆盖的均匀大晶粒尺寸的钙钛矿薄膜的快速免退火的喷涂方法;并将所制备的钙钛矿薄膜组装成平板结构的钙钛矿太阳电池,其效率最高达13.54%。最后探讨不同成膜温度条件下所获得的不同形貌的钙钛矿薄膜对电池性能的影响。  2.刮涂法并使用低毒性混合溶剂制备大晶粒钙钛矿薄膜及其多孔结构的太阳电池光电特性  采用刮涂法在TiO2多孔层上制备钙钛矿薄膜,探讨了使用不同浓度的前驱体溶液、大气环境和干燥空气环境和不同混合比例的前驱体溶液对钙钛矿薄膜的影响。得到该刮涂法的优化条件,并且在优化条件下制备大面积的钙钛矿太阳电池,当器件面积为0.12cm2和1.5cm2时最高效率分别为17.26%和14.17%。  3.对比喷涂法和刮涂法与反溶剂一步旋涂法所制备钙钛矿薄膜的工艺  刮涂法、喷涂法和反溶剂一步旋涂法是在溶液法当中最多文献报道使用的三种方法。在此,我们对这三种方法从制备的优缺点、薄膜形貌以及太阳电池的性能三方面进行对比。
其他文献
半导体量子阱体系的对称性会影响体系的平面光学各向异性和自旋轨道耦合效应。因此,通过外场、应力以及结构设计来改变体系的对称性,不仅可以主动控制平面光学各向异性,而且还能
本文对广西东门林场杂交种尾巨桉(Eucalyptus urophylla×E.grandis)8个家系和3个无性系木材,从木材性质及其遗传变异规律入手,参照相关方法测定木材材色、木材化学成分及pH值,采
量子点材料因其三维量子限制效应而具有许多优异的物理特性和广阔的应用前景。本论文基于量子点的优异特性,以及红外激光器和探测器在军用和民用方面强烈的应用需求,开展了2~3μ
本论文研究了无铅铋基玻璃的抗辐照性能和Pr3+掺杂磷酸盐玻璃的发光性能。主要研究成果如下:研究了两组Ce02和Ti02单掺或共掺无铅重金属Bi203基硼硅酸盐玻璃的γ-射线辐照效应
氧化锌作为一种重要的化合物半导体材料,具有良好的物理特性:直接带隙、室温禁带宽度3.37eV、激子束缚能60meV,有望在短波长发光二极管以及室温紫外半导体激光器等光电子领域得
摘 要:网球是一项深受广大群众喜爱的时尚性运动,它具有良好的健身、娱乐功能。因这一项运动具有独特的魅力而备受贵州省各大普通本科院校青睐,均纷纷开设了网球课程,通过实地考察、问卷调查等研究方法分析发现:经过多年的发展,该地区大部分高校网球教学训练取得了长足的进步和发展,但也存在一定问题。最后对策发表个人看法。  网球是一项优美而激烈的体育运动,网球运动的由来和发展可以用四句话来概括:孕育在法国,诞生
随着我国社会主义市场经济的不断完善和政府投资体制改革的不断深入,政府投资项目的建设管理模式已由“投、建、管、用”一体化的模式逐渐向职能分离的模式转化。近几年中,全
摘 要:随着中国的和平崛起,中国与世界各国的关系日益密切。汉语作为世界上使用人口最多的语言之一,不但是联合国五种工作语言的一种,而且随着中国国际影响力的不断增强,全球范围内形成了一股汉语热。近些年来,国家汉办在国内各高校的支持下向世界各地派出了上万名志愿者教师及国家公派教师,教授汉语及传播中国文化。笔者是2016年韩国CPIK(Chinese program in Korea)项目的一员,本文分享
学位
《讲演与口才》是我校文秘专业学生必须要掌握的一项课程,演讲与口才能力的培养,不单单只是因为专业能力的要求,对个人的生活、人际交流也有着不可忽视的作用。这门课的一个明显的特点,就是学生是绝对的主体,必须积极参与全员学习、全员实践。那么如何使学生更容易、更轻松、更积极地参与到学习的过程中呢?结合课程内容的要求,引入行为导向教学法中的项目教学法、角色扮演法等等,教学效果有了明显的提高。  一、前期准备