新型界面層材料與結(jié)構(gòu)在有機無機太陽能電池中的應用.pdf

1、隨著人類對化石能源的大量使用，伴隨其而來的環(huán)境污染與能源枯竭已經(jīng)成為制約人類未來發(fā)展的重要因素。在這樣的背景下，越來越多的國家，公司和科研機構(gòu)開始大力開發(fā)清潔新能源技術(shù)，其中綠色環(huán)保的太陽能技術(shù)就是研究的重點。傳統(tǒng)的硅基太陽能電池由于其制備成本高昂，其大規(guī)模應用受到很大限制。而新一代開發(fā)的有機太陽能電池，鈣鈦礦太陽能電池等雖然目前效率較低，但是都具備較低的生產(chǎn)成本，效率提升的勢頭很猛，具有廣闊的應用前景。
　　本文主要研究了以層狀

2、拓撲絕緣體材料Bi2Se3作為空穴傳輸層在有機聚合物太陽能電池中的應用和包埋有金納米顆粒的TiOx薄膜作為電子收集層在鈣鈦礦電池中的應用。具體研究了層狀 Bi2Se3材料作為空穴傳輸層對器件效率與穩(wěn)定性提升的原因。此外，在基于包埋金納米顆粒 TiOx的鈣鈦礦電池中，重點探究了金顆粒在光輻照下發(fā)生熱電子激發(fā)與注入對 TiOx薄膜性能以及電池整體的影響。具體內(nèi)容如下：
　　（1）通過濕法鋰離子插層制備獲得不規(guī)則的層狀 Bi2Se3片晶

3、分散溶液作為空穴傳輸層材料，并將其應用于以poly(3-hexylthiophene)(P3HT)和[6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester(PC61BM)為活性層材料的有機聚合物太陽能電池，相比于基于傳統(tǒng)熱蒸發(fā)制備的MoO3薄膜的器件，可以進一步提高光電轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性。
　　（2）在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦電池中，低溫處理的TiOx薄膜由于較低的電導率和大量存在的缺陷態(tài)，極大的限制了鈣鈦礦電

4、池效率的提高。通過對 TiOx薄膜厚度，以及退火處理溫度，鈣鈦礦成膜等等因素的摸索，我們在較低溫度下（150℃）處理的TiOx薄膜上制備的鈣鈦礦（P3HT作為空穴傳輸層）電池實現(xiàn)了9.38％的光電轉(zhuǎn)換效率。
　?。?）將金納米顆粒包埋在兩層 TiOx薄膜中作為鈣鈦礦電池的電子收集層，該層中的金納米顆粒在太陽光輻照下可以產(chǎn)生熱電子激發(fā)與注入，修飾低溫制備TiOx在導帶中的淺能級缺陷，提高了薄膜的導電性，并進一步提高了器件的光電表現(xiàn)，