论文部分内容阅读
钙钛矿太阳能电池(Perovskite solar cells:PSCs)是人们对能源不断探索的产物,是清洁能源中一个崭新的具有竞争力的产物,也是近几年炙手可热的一个研究方向。PSCs光捕获层CH3NH3PbI3结构是钙钛矿型的立方晶格,所以PSCs由此得名。这种有机-无机的的复合物不仅禁带宽度窄,光电转换效率高,载流子迁移率高而且制备成本很低廉。在近几年间光电转换效率提升十分迅速,形成了一股研究热潮。传统的PSCs有六层薄膜组成:导电层(FTO),致密的Ti02层,多孔的Ti02层,钙钛矿层,空穴传输层,电极。虽然电池中各个部分的具体作用可能有所区别,但是从根本作用角度来看都是让电池产生更多分离的光生电子与空穴,减少电子和空穴地复合,从而提高电池的光电转换效率。在PSCs中每一层的成膜性对电池的效率都有很大的影响,本论文主要利用脉冲激光沉积(PLD),溶胶凝胶法以及热蒸镀制备了钙钛矿太阳能电池,并通过不用条件地摸索获得一定的经验。本论文主要分为以下三个方面进行了研究:(1)通过阅读大量的文献,并且通过多次实验和测量,制备出纯相的有机钙钛矿薄膜,并对薄膜的性质进行了研究,同时也对钙钛矿在自旋电子学中的应用进行了初步研究。(2)通过脉冲激光沉积(PLD)在不同条件下制备出致密的Ti02层,再进行同样电池组装和电池光电转化效率地测试。通过这些比较,我们得出在脉冲数为2000的时候效率最佳;而氧气压强从IPa到10Pa范围内,光电转化效率都是递增的,所以在一定的范围内致密层TiO2氧缺陷越少效率就越高。(3)在我们对PSCs一系列的试验中,发现这种电池的稳定性不高,这是一个严重的弊端,如果不改善会对以后的应有带来很多地限制。电池对温度湿度都很敏感,尤其对湿度。通过对文献大量地调研,发现改善方法。最后我们对碳浆料电极的太阳能电池进行了摸索与试验,这种电极的电池不仅省去了贵金属电极昂贵的费用,而且还对外界的水有一定地隔绝作用,一定程度上提高了电池的稳定性。