材料科学论文_钙钛矿太阳电池中功能材料

文章目录

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

    1.2.1 钙钛矿晶体结构

    1.2.2 钙钛矿薄膜制备方法

    1.2.3 钙钛矿薄膜的缺陷类型

    1.2.4 单结钙钛矿电池的发展情况

    1.2.5 宽带隙钙钛矿电池的发展情况

    1.2.6 钙钛矿/晶体硅两端叠层太阳电池的发展情况

    1.2.7 柔性钙钛矿太阳电池的发展情况

1.3 本论文的目标及组织架构

第二章 太阳电池器件的制备和表征方法

2.1 引言

    2.1.1 导电玻璃的清洗与处理

    2.1.2 电子传输层和空穴传输层的制备

    2.1.3 钙钛矿吸收层的制备

    2.1.4 钙钛矿/晶体硅两端叠层太阳电池的制备

2.2 薄膜材料测试和表征方法

    2.2.1 光致发光和时间分辨光致发光测试

    2.2.2 X射线衍射测试

    2.2.3 X射线光电子能谱和紫外光电子能谱测试

    2.2.4 紫外可见吸收、反射和透过光谱测试

    2.2.5 扫描电子显微镜测试

    2.2.6 飞行时间-二次离子质谱测试

    2.2.7 原子力显微镜测试

2.3 太阳电池测试与表征

    2.3.1 太阳电池J-V特性测试

    2.3.2 外量子效率测试

2.4 本章总结

第三章 PIN型钙钛矿/硅叠层太阳电池

3.1 引言

3.2 PIN型钙钛矿/硅叠层电池器件结构

3.3 原子层沉积制备SnO_2电子传输层

    3.3.1 ALD-SnO_2生长原理分析

    3.3.2 ALD-SnO_2薄膜材料性能分析

    3.3.3 ALD-SnO_2薄膜沉积温度对钙钛矿薄膜的影响

    3.3.4 ALD-SnO_2薄膜对单结钙钛矿电池器件的影响

    3.3.5 ALD-SnO_2薄膜沉积在钙钛矿顶层的影响

3.4 叠层电池中硅异质结底电池表征

3.5 叠层电池中NiO_x空穴传输层的调控

3.6 叠层电池中透明导电薄膜层的调控

3.7 PIN型钙钛矿/硅叠层电池性能研究

    3.7.1 绒面硅衬底生长钙钛矿薄膜

    3.7.2 基于绒面硅衬底的钙钛矿/硅叠层电池性能研究

3.8 本章小结

第四章 单结柔性钙钛矿太阳电池

4.1 引言

4.2 柔性单结钙钛矿太阳电池衬底的选择

4.3 柔性单结钙钛矿太阳电池

4.4 柔性单结钙钛矿太阳电池湿度稳定性研究

    4.4.1 Al(acac)_3交联层提高FPSC的湿度稳定性

    4.4.2 Al(acac)_3交联层对柔性衬底的影响

    4.4.3 Al(acac)_3交联层对钙钛矿薄膜和器件湿度稳定性的影响

4.5 柔性单结钙钛矿太阳电池弯曲稳定性研究

4.6 本章小结

第五章 准异质面钙钛矿太阳电池制备及性能调控

5.1 引言

5.2 准异质面钙钛矿薄膜

    5.2.1 准异质面钙钛矿薄膜的制备

    5.2.2 准异质面钙钛矿薄膜的机理分析

    5.2.3 准异质面钙钛矿薄膜的结晶质量表征

5.3 准异质面钙钛矿太阳电池性能优化研究

5.4 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读博士期间所发表论文

文章摘要:钙钛矿太阳电池因其较高的光吸收系数、低的激子结合能和较低的材料成本受到广泛关注。此外,灵活可调的带隙和高的工艺兼容性使其适合作为叠层电池的顶电池,理论预测钙钛矿/硅两端叠层太阳电池光电转换效率可达42%。当前,钙钛矿/硅两端叠层太阳电池还处于效率快速发展阶段,光电转换效率还有很大的提升空间叠层器件中关键功能层和宽带隙钙钛矿吸收层的结晶质量是限制叠层器件效率的主要因素之一。在本论文中,通过开发低温原子层沉积二氧化锡（Sn O₂）提高载流子的传输速率,采用添加剂工程提升钙钛矿薄膜质量,减少非辐射复合能量损失。使用绒度硅异质结底电池,提高叠层电池对光子的利用率。由此制备出高性能大面积的PIN（Positive Intrinsic Negative）型钙钛矿/硅两端叠层太阳电池。本论文主要研究工作如下:第一,针对在PIN型电子传输层C60/Sn O

文章来源：《功能材料与器件学报》 网址: http://www.gnclyqjxb.cn/qikandaodu/2022/1009/1316.html