基于低溫溶液法制備鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的研究

【摘要】：能源是世界發(fā)展與進(jìn)步的驅(qū)動(dòng)力,是人類賴以生存的基礎(chǔ)。近年來(lái),世界能源危機(jī)的日益嚴(yán)重和全球日益惡化的生態(tài)環(huán)境,能源問題已經(jīng)無(wú)法回避。新能源的開發(fā)與利用逐漸被提上了日程。隨著科技的進(jìn)步,許多新能源形式已經(jīng)被開發(fā)和利用,包括:風(fēng)能、水能、生物能、核能及太陽(yáng)能等。尤其近年來(lái),以有機(jī)金屬鹵化物作為光吸收所制備的固體太陽(yáng)能電池,引起人們極大的興趣。鈣鈦礦太陽(yáng)能電池不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)可見光和部分近紅外光的吸收,而且所產(chǎn)生的光生載流子不易復(fù)合。其具有器件制備工藝簡(jiǎn)單,材料價(jià)格低廉,光電轉(zhuǎn)換效果高等眾多優(yōu)點(diǎn)。我們借鑒于有機(jī)聚合物太陽(yáng)能電池的器件結(jié)構(gòu),平面鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池應(yīng)運(yùn)而生。我們采用兩步旋涂法制備平面鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池。主要從兩方面對(duì)提高器件的性能做了研究。我們研究不同CH3NH3I濃度對(duì)器件的性能的影響。當(dāng)選取的濃度合適時(shí),鈣鈦礦活性層晶型結(jié)構(gòu)優(yōu)良,在相同的波段下吸收強(qiáng)度大,這樣有利于載流子的產(chǎn)生、分離和傳輸,進(jìn)而提高器件的的短路電流密度。實(shí)驗(yàn)中PEDOT:PSS被用來(lái)作為電池器件的空穴傳輸層。本文中采用二甲基乙酰胺對(duì)PEDOT:PSS進(jìn)行優(yōu)化,我們觀察到PEDOT:PSS的電導(dǎo)率得到增加,這樣有利于空穴向電池的陽(yáng)極傳輸,電池的兩極電荷得到大量的積累,從而帶來(lái)了短路電路的增加,器件性能提高。兩步法制備器件的過程中出現(xiàn)的問題:鈣鈦礦吸收層薄膜均勻性差、器件重復(fù)性低等。我們嘗試采用雙源共蒸的方法進(jìn)行改善器件。通過控制兩種物質(zhì)蒸發(fā)速率和用量,我們做出了相對(duì)平整的鈣鈦礦吸收層,并且器件的重復(fù)性得到很大的改善。 【關(guān)鍵詞】：兩步旋涂 陽(yáng)極修飾層 雙源共蒸 短路電流密度 重復(fù)性
【學(xué)位授予單位】：河北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 引言9
• 1.2 鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池的背景介紹9-11
• 1.3 鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池工作原理和性能表征11-13
• 1.3.1 工作原理11-12
• 1.3.2 電池性能的表征12-13
• 1.4 鈣鈦礦吸收層材料和制備方法以及電池器件結(jié)構(gòu)13-17
• 1.4.1 鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池材料13-14
• 1.4.2 鈣鈦礦吸收層的制備方法14-15
• 1.4.3 鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池的器件結(jié)構(gòu)15-17
• 1.5 本文研究?jī)?nèi)容17-19
• 第2章 CH_3NH_3I濃度變化對(duì)鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池性能的影響19-28
• 2.1 引言19-20
• 2.2 實(shí)驗(yàn)介紹20-22
• 2.2.1 藥品及試劑20-21
• 2.2.2 器件制備21-22
• 2.2.3 器件性能的測(cè)量22
• 2.3 結(jié)果及討論22-27
• 2.3.1 器件的J-V特性22-23
• 2.3.2 鈣鈦礦吸收層的X射線衍射譜23-24
• 2.3.3 鈣鈦礦活性層的吸收光譜24-26
• 2.3.4 不同濃度CH_3NH_3I對(duì)鈣鈦礦活性層薄膜的影響26-27
• 2.4 結(jié)論27-28
• 第3章 陽(yáng)極緩沖層的修飾對(duì)鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池性能的影響28-36
• 3.1 引言28-29
• 3.2 實(shí)驗(yàn)介紹29-30
• 3.2.1 藥品及試劑29
• 3.2.2 器件制備29-30
• 3.2.3 器件性能的測(cè)量30
• 3.3 結(jié)果及討論30-34
• 3.3.1 器件的J-V特性30-31
• 3.3.2 不同陽(yáng)極修飾層作用下鈣鈦礦活性層的吸收光譜31-32
• 3.3.3 器件的外量子效率32-33
• 3.3.4 不同陽(yáng)極修飾層對(duì)PEDOT:PSS的薄膜影響33-34
• 3.4 結(jié)論34-36
• 第4章 雙源共蒸對(duì)鈣鈦礦層的優(yōu)化36-41
• 4.1 引言36-37
• 4.2 實(shí)驗(yàn)介紹37-39
• 4.2.1 真空蒸鍍Pb I2薄膜的研究37-38
• 4.2.2 鈣鈦礦活性層的制備38
• 4.2.3 平面鈣鈦礦太陽(yáng)能電池器件制備38-39
• 4.3 結(jié)論39-41
• 結(jié)束語(yǔ)41-43
• 參考文獻(xiàn)43-45
• 致謝45-46
• 攻讀學(xué)位期間取得的科研成果46

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來(lái)了解更多相關(guān)內(nèi)容

MEH-PPV與TiO_2共混體系太陽(yáng)電池性能分析    於黃忠;彭俊彪;劉金成;

氮鐵共摻銳鈦礦相TiO_2電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)的第一性原理研究    張學(xué)軍;高攀;柳清菊;

NPB/Alq_3界面激子拆分研究    王愛芬;孫曉宇;李文彬;鄭曉燕;游胤濤;

Co離子注入TiO_2薄膜的顯微結(jié)構(gòu)和磁性研究    丁芃;劉發(fā)民;楊新安;李建奇;

不同厚度的活性層及陰極的改變對(duì)聚合物太陽(yáng)電池性能的影響    於黃忠;溫源鑫;

熱處理對(duì)不同溶劑制備的共混體系太陽(yáng)電池性能影響    於黃忠;周曉明;鄧俊裕;

PEDOT:PSS薄膜的山梨醇摻雜對(duì)光電池性能的影響    李蛟;劉俊成;高從堦;

Mn,N共摻雜對(duì)銳鈦礦相TiO_2微觀結(jié)構(gòu)和性能的影響    張學(xué)軍;柳清菊;鄧曙光;陳娟;高攀;

多溫度階梯退火對(duì)有機(jī)聚合物太陽(yáng)能電池器件性能的影響    孫凱;何志群;梁春軍;

Fe與非金屬共摻銳鈦礦TiO_2的第一性原理研究    李凌美

修飾層與緩沖層的插入對(duì)聚合物太陽(yáng)能電池性能的影響    張燁

Pr單摻與Ce-(C,N)雙摻銳鈦礦TiO_2的第一性原理研究    毛斐

不同比例的MEH-PPV與PCBM共混體系光電池性能研究    於黃忠;彭俊彪;周曉明;

n-GaAs/p-GaAs/p-Ga_(1-x)Al_xAs電池短路電流密度的理論分析    鄭永梅,李以柏

襯底參數(shù)及界面特性對(duì)硅異質(zhì)結(jié)電池性能的影響    孫永堂;周駿;孫鐵囤;邸明東;苑紅偉;

不同造孔劑含量及電解質(zhì)體系對(duì)DSSC的影響    于敏;韓巧淋;駱志堅(jiān);劉江;

蒸鍍ITO薄膜及其光電特性的研究    燕子屏

柔性染料敏化太陽(yáng)能電池多孔納米TiO_2薄膜的制備    王岳;吳季懷;蘭章;肖堯明;李慶北;彭福國(guó);林建明;黃妙良;

基于PCDTBT:PC_(71)BM的半透明高效聚合物太陽(yáng)能電池    楊少鵬;韓凌潔;趙艷新;江濤;楊啟滿;李曉葦;傅廣生;

溶劑及器件結(jié)構(gòu)對(duì)MEH-PPV與PCBM電池性能影響    於黃忠;彭俊彪;

變壓器實(shí)發(fā)短路時(shí)線圈電動(dòng)力計(jì)算    潘康生

染料敏化太陽(yáng)能電池中凝膠電解質(zhì)的研究    陳振寧;趙慨;吳曉宏;王艷萍;

免光學(xué)間隔層的高效聚合物太陽(yáng)能電池    楊少鵬;趙艷新;韓凌潔;楊啟滿;韓理;傅廣生;

基于MATLAB/Simulink的DSSC模擬仿真    康姣;胡志強(qiáng);周紅茹;詹前鑫;

基于低溫溶液法制備鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的研究    高江旭

染料敏化太陽(yáng)能電池中新型三聯(lián)吡啶類釕配合物染料的理論研究與設(shè)計(jì)    杜薇

三苯胺類染料敏化劑的合成及其性能研究    胡曉浩

染料敏化太陽(yáng)能電池陽(yáng)極的制備與性能研究    陳堯

TiO_2光電池陽(yáng)極制備及敏化工藝研究    顏源

量子點(diǎn)敏化及磁場(chǎng)作用下染料敏化太陽(yáng)能電池光電性能的研究    王菁

退火及功能層插入對(duì)P3HT：PCBM電池特性的影響    毛艷霞

單晶硅太陽(yáng)電池性能優(yōu)化計(jì)算    邱奇