反式平面异质结宽带隙钙钛矿太阳电池的制备和性能研究

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiangqi520
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
太阳能作为地球上的根本能源,有安全环保,资源丰富等众多优点,备受人类所关注。太阳电池作为将太阳能转化为电能的装置,其光电转换效率是表征电池性能的一个重要参数。晶体硅电池认证效率高达25.8%,已然接近Shockley-Queisser效率极限,然而其发电成本与不可再生能源相比仍然处于劣势。将一个成本较低的宽带隙钙钛矿电池作为硅、铜铟镓硒、或者窄带系钙钛矿叠层电池的前电池是一种提升太阳电池光电转换效率克服Shockley-Queisser效率极限的很好方法,因此发展高效宽带隙太阳电池很有必要。钙钛矿材料具有高缺陷容忍度、高光吸收系数、长载流子扩散长度以及低表面复合速率、可溶液加工等优点让它成为太阳电池的理想材料,晶体硅的带隙约为1.1 eV,在晶体硅电池上制备成本低且带隙为1.71.8 eV的钙钛矿电池,能够得到光电转换效率超过30%的叠层器件,有效地降低太阳电池的发电成本。因此,本论文主要讲述了如何制备高效、稳定的反式平面异质结宽带隙钙钛矿太阳电池,主要分为以下两个部分:在论文的第三章中,我们研究了不同碘溴比对MAPb(IxBr1-x)3-yCly钙钛矿材料的吸收和带隙的影响,选取了带隙为1.72 eV的MAPb(I0.7Br0.3)3-yCly薄膜作为光吸收层。与此同时,通过用聚合物电解质PSS-Na修饰PEDOT:PSS,拉低空穴传输层PEDOT:PSS的HOMO能级,使得钙钛矿薄膜与空穴传输层的能级更为匹配,成功制备了效率超过11%的宽带隙钙钛矿太阳电池。但由于MAPb(I0.7Br0.3)3-yCly薄膜的加工方法以及结晶过程受环境影响等因素导致MAPb(I0.7Br0.3)3-yCly钙钛矿电池的重复性很差。为此我们做了一系列优化,比如采用相稳定性更好的钙钛矿组分Cs0.05(FA0.8MA0.2)0.95Pb(I0.6Br0.4)3;采用反溶剂法的加工方式得到更均匀光滑的钙钛矿薄膜;改变空穴传输层材料得到稳定性更好的器件等,此外,我们还研究了NiOx薄膜不同退火温度调控NiOx能级对宽带隙钙钛矿电池性能的影响。最后,我们成功制得了带隙为1.75 eV、效率超过14%、重复性能优异的宽带隙钙钛矿太阳电池。甲基碘化胺(MAI)是钙钛矿前驱体溶液中的一种重要组成材料,在第四章中我们通过在钙钛矿前驱体溶液中加入1%、2%、3%富余的MAI,研究不同MAI含量富余对制得的反式平面异质结宽带隙钙钛矿太阳电池性能的影响。我们通过电池器件的载流子动力学研究证明在钙钛矿前驱体溶液中少量(1%、2%)的MAI富余能够减少电池器件工作过程中的复合,提高载流子的寿命,缩短载流子的抽取时间,提升器件性能。在对光照之后的钙钛矿薄膜进行PL以及XRD的研究中,证明了富余的MAI能够有效的抑制宽带隙钙钛矿薄膜的相分离程度,从而提升器件的开路电压,降低器件的能量损失。最后我们还研究了富余的MAI对宽带隙钙钛矿电池器件存放稳定性与光照稳定性的影响,验证钙钛矿薄膜相分离对宽带隙钙钛矿电池光照稳定性的影响。最后,我们成功制得了光电转换效率高达16.09%、FF高达81.61%、带隙为1.75 eV的钙钛矿太阳电池。
其他文献
“看病难、看病贵”是中国目前存在的主要社会问题之一,公立医院公益性的缺失是导致“看病难、看病贵”的主要原因。本文主要就公立医院公益性进行文献复习,分析公立医院公益
磷酸钒锂(Li3V2(P04)3)作为锂离子动力电池的首选正极材料具有价格低廉、环境友好、安全性高、循环性能突出等优点,已成为目前竞相研究的热点之一。然而Li3V2(PO4)3的电化学
铝锂合金具有密度低、比强度、比刚度高等优点,是一种理想的航空航天需用的轻质高性能材料。采用传统的焊接方法如TIG焊、MIG焊等方法焊接铝锂合金时,易出现热输入大、焊接变形大、接头软化严重、气孔敏感性大、焊接速度慢、熔深较浅等问题,使其不能满足航空航天对连接件高性能的要求。激光焊接具有能量密度高,焊接速度快,热输入小等优点,因而可获得深宽比大、焊接热影响区较窄、焊接变形小且性能优良的焊接接头,近年来
教化概念在德国哲学中是一个关键性的术语。黑格尔教化思想的方法论特征首先表现为一种普遍怀疑的批判主义,也是一种更高的理性批判与反思精神。其次,它表现为一种历史主义的方
四极杆质量分析器是质谱仪中用于离子区分的关键部件,其四根极杆组成的场圆的形位精度决定其物理性能。本文针对四极杆质量分析器研制过程中的关键部件极杆、极座及虑质器场圆的尺寸及形位精度要求,研究其对应的检测方法,用于评定四极杆质量分析器的装配合格性。研究极杆直径在位测量装置,实现在位检测极杆直径,测量不确定度U95=0.2μm(k=2),实现在位检验极杆的加工精度,提高了极杆的加工质量和效率;研究极杆的
江西自古以来就是中国重要的产粮区和经济作物种植区。江西先民在长期的农业生活中,积累了许多农业生态智慧,并将之应用于农业生产中,如以乡规民约保护农业资源、多熟种植以
民航的快速发展对机务维修人员提出了新的挑战,然而我国目前依旧存在机务维修人员数量不足、质量达不到要求的现状。本文就以昆明航空公司的机务维修人员为例对其职业能力进
目的:探讨运动量及种类与心血管疾病(Cardiovascular disease,CVD)发生风险的关联性,为CVD的防治工作提供科学依据。方法:研究人群来源于东风-同济(Dongfeng-Tongji,DFTJ)队列第一次随访调查(2013年4月-12月),包括第一次随访到的24175人以及新入队列的14120人。经过3.59±0.45年的随访,排除基线相关疾病、运动信息缺失以及极端值后,我们共
<正> 肝素除广泛应用于血液高凝状态、播散性血管内凝血的治疗及防治血栓栓塞性疾病的血栓形成外,近十年来,在临床上发现有许多新用途,现综合如下。药理学基础肝素含有大量的
师范专业英语阅读课堂的教学模式随着师范教育的纵深发展不断在发展变化着,这是一门实践性较强的专业学科,在提升学生英语阅读水平的同时,也强调了英语的运用能力.微课作为一