利用稀土改性TiO2來提高鈣鈦礦太陽能電池性能研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的大力發(fā)展，大量化石燃料的利用造成了嚴(yán)重的環(huán)境問題，因此尋找新型可持續(xù)利用的清潔能源顯得尤為重要。利用太陽能實(shí)現(xiàn)高效、低成本的光電轉(zhuǎn)換是解決能源和環(huán)境問題的理想途徑。最近幾年來，基于有機(jī)無機(jī)雜化的鈣鈦礦材料（CH3NH3PbI3）由于有著光吸收范圍大、光吸收系數(shù)高、價格低廉、容易制備等優(yōu)勢而得到了廣泛的關(guān)注，是太陽能電池領(lǐng)域非常有研究前景的課題之一。
　　本論文在大氣環(huán)境中研究了一步溶液法和兩步溶液法制備TiO2基鈣鈦

2、礦太陽能電池（PSCs）。并且通過結(jié)構(gòu)表征及光電性能測試，成功得到了一步溶液法和兩步溶液法制備TiO2基PSCs的工藝條件。通過對比，表明兩步溶液法制備的TiO2基PSCs鈣鈦礦薄膜成膜性好更好，晶體顆粒更均勻，薄膜中PbI2含量更低，而且工藝的重現(xiàn)性更好，最重要的是制備的電池最高光電轉(zhuǎn)化效率達(dá)到8.21％，比一步溶液法制備的高出了2.72%。
　　以La、Ce、Yb及Er作為摻雜的稀土元素，通過對比溶液浸潤法、高溫?cái)U(kuò)滲法及水熱合

3、成法三種不同方法制備的稀土摻雜的TiO2，成功找出了最適合本論文的稀土摻雜方法：水熱合成法。對合成的稀土摻雜TiO2進(jìn)行表征發(fā)現(xiàn)稀土摻雜沒有改變TiO2的晶體結(jié)構(gòu)，但是卻減小了TiO2的禁帶寬度，拓寬了TiO2的光吸收范圍。
　　通過對比La、Ce、Yb、Er摻雜的TiO2基PSCs性能參數(shù)，表明稀土Er是四種稀土元素中最適合TiO2基PSCs的摻雜元素。通過對比稀土Er不同摻雜摩爾比的TiO2基PSCs，得出0.5%的摻雜摩爾比