TiO_2修饰层对钙钛矿太阳能电池的影响

【摘要】：摘要：因制备工艺简单,具有高的转换效率以及较低的成本使有机-无机钙钛矿太阳能电池受到学术界的广泛关注,并被《Science》评选为2013年十大科学突破之一。 本文的目的是通过改变有机-无机钙钛矿太阳能电池的制备工艺,提高电池的效率,通过SEM、UPS测试和Ⅰ-V测试,对电池的性能进行了具体的研究。主要的研究内容包括： ①采用旋涂法作为薄膜制备工艺,对活性层和修饰层的制备工艺进行优化,将电池效率提高为13.8%。 ②采用液相-气相辅助法制备活性层,通过控制两步法的退火时间和退火温度,提高活性层的表面形貌,进而影响钙钛矿电池的性能。结果表明,退火温度定130℃,退火时间为150min时,器件性能得到较大的优化。 ③通过使用凝胶-溶胶法、钛醇盐气相水解法和TiCl4气相水解法制备致密Ti0：修饰层,探究了致密TiO2修饰层对电池性能的影响。通过研究凝胶液的浓度、制备材料、旋涂速率和退火温度对电池性能的影响，发现凝胶-溶胶法中氯化法效果最优。此外,三种工艺制备的钙钛矿电池,性能对比表面,钛醇盐气相水解法制备的致密TiO2修饰层性能最好。同时,旋涂速率定2000r.p.m,退火温度为550℃,器件性能得到较大的优化。 ④通过改变多孔Ti02的旋涂速率和存放环境(隔氧恒温加热),提高电池的效率。实验确定最佳的旋涂速率为3000r.p.m,保存条件为通有氮气的70℃烘箱。 【关键词】：钙钛矿 太阳电池 二氧化钛 CH_3NH_3PbI_3 薄膜
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 致谢5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-8
• 目录8-10
• 1 引言10-17
• 1.1 钙钛矿太阳能电池10-13
• 1.1.1 钙钛矿太阳能电池的研究意义和背景10-12
• 1.1.2 钙钛矿太阳能电池的结构及其工作原理12-13
• 1.2 层状类钙钛矿有机-无机杂化物的结构13-15
• 1.2.1 钙钛矿晶体结构13-14
• 1.2.2 双钙钛矿型氧化物晶体结构14-15
• 1.3 本文开展的工作15-17
• 2 活性层退火时间对电池效率的影响17-23
• 2.1 背景介绍18-19
• 2.2 器件制备19-20
• 2.3 实验结果与讨论20-23
• 3 致密TiO_2修饰层对电池效率的影响23-35
• 3.1 凝胶-溶胶法对电池效率的影响24-28
• 3.1.1 背景介绍24-25
• 3.1.2 器件制备25-26
• 3.1.3 实验结果与讨论26-28
• 3.2 钛醇盐气相水解法对电池效率的影响28-30
• 3.2.1 背景介绍28-29
• 3.2.2 器件制备29
• 3.2.3 实验结果与讨论29-30
• 3.3 TiCl_4气相水解法对电池效率的影响30-33
• 3.3.1 背景介绍30-31
• 3.3.2 器件制备31
• 3.3.3 实验结果与讨论31-33
• 3.4 三类工艺对比33-35
• 4 多孔TiO_2修饰层对电池效率的影响35-41
• 4.1 背景介绍35-36
• 4.2 器件制备36-38
• 4.3 实验结果与讨论38-41
• 5 结论41-42
• 参考文献42-45
• 作者简历45-47
• 学位论文数据集4

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