鈣鈦礦型有機(jī)鉛碘化合物太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及性能研究.pdf

1、鈣鈦礦材料具有電子遷移率高、禁帶寬度可控、材料成本低廉、可低溫溶液合成等優(yōu)點(diǎn)，是制備高效低成本太陽(yáng)能電池的理想材料。目前文獻(xiàn)報(bào)道的鈣鈦礦電池存在穩(wěn)定性較低、空穴傳導(dǎo)層和對(duì)電極材料成本昂貴等問(wèn)題，制約了它的廣泛應(yīng)用。本研究采用兩步連續(xù)沉積法制備了性能較好的純相鈣鈦礦型有機(jī)鉛碘化合物，并作為吸收層材料，同時(shí)利用聚三己基噻吩(P3HT)作為空穴傳導(dǎo)層，碳納米管薄膜作為透明電極，組裝了平板型太陽(yáng)能電池，電池成本低廉。在此基礎(chǔ)上，制備了纖維型鈣鈦

2、礦太陽(yáng)能電池，電池具有較高的光電轉(zhuǎn)換效率和良好的穩(wěn)定性。
　　論文首先以N，N-二甲基甲酰胺(DMF)為溶劑利用兩步連續(xù)沉積法制備了鈣鈦礦有機(jī)鉛碘化合物(CH3NH3PbI3)薄膜。當(dāng)?shù)饣U(PbI2)和甲基碘化銨的配比為1∶1時(shí)，XRD顯示制備得到純相的CH3NH3PbI3。厚度為400 nm的鈣鈦礦薄膜在300-800 nm的光吸收率達(dá)到85％以上，并具有良好的光電響應(yīng)特性。鈣鈦礦薄膜厚度均勻，表面平整，適合作太陽(yáng)能電池吸收層

3、材料。
　　在成功制備了純相鈣鈦礦材料的基礎(chǔ)上，論文設(shè)計(jì)并組裝ITO/TiO2/CH3NH3PbI3/P3HT/CNTs結(jié)構(gòu)的平板型鈣鈦礦太陽(yáng)能電池。當(dāng)TiO2阻擋層為160 nm，鈣鈦礦吸收層厚度為750 nm時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)光源下(AM1.5，100mW·cm-2)，太陽(yáng)能電池的短路電流密度為0.718 mA·cm-2，開(kāi)路電壓為0.696 V，填充因子為0.252，光電轉(zhuǎn)換率為0.13％。
　　論文進(jìn)一步設(shè)計(jì)組裝了Ti/TiO

4、2/CH3NH3PbI3/P3HT/CNTs柔性纖維型太陽(yáng)電池。通過(guò)陽(yáng)極氧化法在鈦絲上制備了二氧化鈦納米管陣列作為電子傳輸層。當(dāng)二氧化鈦納米管長(zhǎng)度為680 nm，直徑為30 nm時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)光源下太陽(yáng)能電池的短路電流密度為5.083 mA·cm-2，開(kāi)路電壓為0.717 V，填充因子為0.527，光電轉(zhuǎn)換效率為1.92％。此結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池在濕度為20％的空氣條件中放置近300小時(shí)，電池的光電轉(zhuǎn)化效率僅降低23％，表明其具有良好的穩(wěn)定性。對(duì)