钙钛矿光伏电池中电子传输层的优化研究

发布时间：2025-07-03 01:06

　　人类的发展同时也伴随着能源的发展,20世纪60年代,石油开始被广泛使用。日益增长的需求加速了煤和石油等化石燃料的消耗,人类即将面临能源危机。开发出对环境友好,可持续发展的新能源是一件迫在眉睫的事情。太阳能因为取之不尽并且可以释放很大的能量被人类寄予厚望。为了更好地利用太阳能,人们开始研究成本低效率高的太阳能电池。在过去的几十年中单晶硅太阳能电池占据了主流商业市场,但由于材料昂贵,制造过程复杂使得硅电池在市场上的发展受到了限制。近年来,钙钛矿太阳能电池应运而生。杂化有机--无机钙钛矿电池具有成本低,光电转换效率高,生产过程简单等特点。目前大多数是介孔结构,但这种结构具有制备周期长,制备温度高等缺点,不能运用在柔性衬底上,采用平面结构可以很好的解决这一问题。本文制备的钙钛矿电池为平面结构,其结构为FTO/TiO₂/CH₃NH₃PbI₃/Spiro/Au。作为钙钛矿电池的核心部分,电子传输层的质量对整个电池的光电转换效率起着非常重要的作用。目前最常见的电子传输层材料多为金属氧化物如TiO₂

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 钙钛矿电池的发展
    1.3 钙钛矿太阳能电池分类及原理
        1.3.1 钙钛矿太阳能电池的分类
        1.3.2 钙钛矿太阳能电池的工作原理及参数表征
    1.4 钙钛矿太阳能电池的结构功能及制备方法
        1.4.1 电子传输层材料的介绍以及制备方法
        1.4.2 钙钛矿吸光层材料的介绍以及制备方法
        1.4.3 空穴传输层材料的介绍以及制备方法
    1.5 本论文研究内容与意义
    参考文献
第二章 介孔和平面结构器件性能的比较
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料及试剂
        2.2.2 器件的制备
    2.3 器件表征
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 二氧化钛纳米颗粒粉末样品的XRD分析
        2.4.2 两种结构器件钙钛矿薄膜的光致发光谱对比分析
        2.4.3 两种结构器件的I-V曲线及EQE分析
    2.5 本章总结
    参考文献
第三章 低温二氧化钛电子传输层的制备与优化
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料与试剂
        3.2.2 器件的制备
    3.3 器件表征
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 不同退火温度下二氧化钛粉末的XRD分析
        3.4.2 不同退火温度下二氧化钛层薄膜的SEM分析
        3.4.3 不同退火温度下二氧化钛层薄膜的AFM分析
        3.4.4 三种器件的I-V曲线及EQE分析
        3.4.5 三种器件钙钛矿薄膜的光致发光谱分析
    3.5 二氧化钛电子传输层成膜的优化
        3.5.1 不同层数电子传输层薄膜的SEM分析
        3.5.2 不同层数电子传输层薄膜的AFM分析
        3.5.3 两种器件的I-V曲线及EQE分析
    3.6 本章总结
    参考文献
第四章 不同粒径的TiO₂纳米颗粒对器件性能的影响
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验原料与试剂
        4.2.2 实验过程
    4.3 器件表征
    4.4 结果与讨论
        4.4.1 二氧化钛颗粒的TEM分析
        4.4.2 二氧化钛粉末的XPS分析
        4.4.3 二氧化钛电子传输层的SEM分析
        4.4.4 二氧化钛电子传输层的AFM分析
        4.4.5 二氧化钛粉末的XRD分析
        4.4.6 基于不同电子传输层的钙钛矿薄膜的PL分析
        4.4.7 三种钙钛矿器件I-V曲线及EQE分析
        4.4.8 不同电子传输层的紫外可见吸收分析
        4.4.9 基于不同电子传输层的钙钛矿薄膜的SEM分析
    4.5 本章总结
    参考文献
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
致谢
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本文编号：4055522