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被称为第三代太阳能电池的染料敏化太阳能电池(DSCs)和钙钛矿太阳能电池(PSCs)具有光电转化效率高和成本低等优点,是极具发展潜力的新型太阳能电池。目前DSCs和PSCs通常采用贵金属作为对电极或背电极,限制了电池的规模化应用。碳材料具有优异的电导性、良好的透光性和低成本等特点被广泛应用于太阳能电池领域。本论文便是以碳材料在新型太阳能电池中的应用为主线展开,制备了纳米碳材料并将其用于DSCs中作为对电极和PSCs中作为空穴传输材料和背电极,最后以碳材料作为透明电极和背电极制备了基于全碳电极的柔性PSCs。首先采用DL-青霉胺和石墨烯氧化物作为前驱体水热合成了氮硫共掺杂的还原石墨烯氧化物并将其用作DSCs的对电极。研究表明氮硫共掺杂的还原石墨烯氧化物不仅对DSCs常用的硫醇电解质、碘电解质和钴电解质表现出优异的催化活性,同时也对量子点敏化太阳能电池常用的多硫电解质表现出良好的催化性能。其次,采用碘化亚铁酸性水溶液对石墨烯氧化物进行还原制备了还原石墨烯氧化物并将其与未掺杂的spiro-OMeTAD共同作为空穴传输材料应用于PSCs。研究发现还原石墨烯氧化物的电导率和迁移率越高,PSCs的光电转化效率越高。研究同时发现以还原石墨烯氧化物和未掺杂的spiro-OMeTAD作为空穴传输材料的PSCs比采用锂盐和叔丁基吡啶掺杂的spiro-OMeTAD作为空穴传输材料的PSCs更稳定,在空气中放置500 h后其转化效率仍保持在初始值的85%以上。再次,首次将交叉堆叠的碳纳米管作为背电极应用于无空穴导体的PSCs,考察了碳纳米管的层数对PSCs光电性能的影响。在此基础上采用碘元素对碳纳米管进行掺杂,研究表明碘掺杂不仅改善了碳纳米管的导电性,也增加了钙钛矿在碳纳米管薄膜中的颗粒尺寸和结晶性,使得基于碘掺杂的交叉堆叠的碳纳米管作为背电极的PSCs光电转化效率明显增加。经过PMMA包覆的PSCs在较高的湿度下展示了良好的稳定性,在1500 h后其转化效率仍保持在初始值的92%以上。最后以石墨烯作为透明导电电极和交叉堆叠的碳纳米管作为背电极首次制备了基于全碳电极的柔性PSCs。研究表明基于全碳电极的柔性PSCs获得了4.12%的光电转化效率,在多次重复弯曲后转化效率仍保持在初始值的89%以上。