Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ2半導(dǎo)體納米晶Cu(In,Ga)(S,Se)2的制備及其在鈣鈦礦太陽能電池中的應(yīng)用.pdf

1、以金屬有機(jī)鹵化物（CH3NH3PbX3，X為鹵素）作為光吸收材料的鈣鈦礦太陽能電池由于具有較寬的光吸收范圍，直接帶隙吸收和較高的載流子遷移率而受到了科研工作者的廣泛關(guān)注。目前，鈣鈦礦太陽能電池已達(dá)到了20％以上。但由于在空氣中不穩(wěn)定使其產(chǎn)業(yè)化受到阻礙。
　　Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ2半導(dǎo)體納米晶由于在光電化學(xué)方面具有許多優(yōu)良的性質(zhì)而在薄膜太陽能電池中作為一種光吸收劑得到了廣泛運(yùn)用。由于其穩(wěn)定性良好，而且其能級(jí)可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。因此，將它們作為

2、空穴傳輸體運(yùn)用到鈣鈦礦太陽能電池中不僅可以降低器件的制作成本，還可以提高器件的穩(wěn)定性。
　　由此，本碩士論文主要圍繞三個(gè)研究內(nèi)容進(jìn)行:
　　1、通過“一鍋煮”的方法制備不同元素比例的Cu(In, Ga)(S，Se)2納米晶;并對其成膜條件（分散劑、旋涂次數(shù)）進(jìn)行探索，發(fā)現(xiàn)當(dāng)以甲苯為分散劑，Cu(In, Ga)(S，Se)2納米晶/甲苯溶液濃度為10mg/mL，轉(zhuǎn)速為4000rpm，旋涂次數(shù)為3次時(shí)可得到均一、致密的Cu(In

3、, Ga)(S，Se)2薄膜;以(NH4)2S為交換劑，采用相交換的方法將制備中附著在Cu(In, Ga)(S，Se)2表面的長碳鏈去除，從而促進(jìn)其在極性溶劑中的分散。
　　2、采用不同的方法:兩步浸泡法、氣相輔助溶液法、一步法制備介孔型鈣鈦礦太陽能電池器件，分別得到了14.19％，8.29％，15.08％的光電轉(zhuǎn)換效率，故選取一步法作為后續(xù)制備鈣鈦礦太陽能電池的方法。
　　3、將Cu(In, Ga)(S，Se)2納米晶作為

4、空穴傳輸體運(yùn)用到鈣鈦礦太陽能電池中，對其光電轉(zhuǎn)換效率，熒光光譜，外量子效率，電化學(xué)交流阻抗進(jìn)行表征，發(fā)現(xiàn)其光電轉(zhuǎn)換效率相比于不添加空穴傳輸層的器件提升了56％，電化學(xué)阻抗表征顯示前者電子空穴復(fù)合阻力大于后者。另外，通過對未封裝器件(以spiro-OMeTAD和以Cu(In, Ga)(S，Se)2納米晶為空穴傳輸層）在空氣中放置5天的效率進(jìn)行測試發(fā)現(xiàn)以Cu(In, Ga)(S，Se)2納米晶為空穴傳輸層為空穴傳輸層的器件僅下降了11％，而