有機-無機雜化鈣鈦礦太陽能電池結構優(yōu)化研究.pdf

1、有機-無機雜化鈣鈦礦太陽能電池，簡稱PSCs，是太陽能電池領域的新星，與其他技術相比，PSCs具有很多其他技術無法比擬的優(yōu)勢:其載流子遷移率高、能帶寬度契合，對光的吸收能力較強，并且制備工藝簡便，制作成本低廉，原材料來源廣泛?；谏鲜鰞?yōu)勢，其具有非常高的研究價值。本論文以提升電池性能和降低應用成本為目標，從使用廉價碳材料(CNTs、Cc、Cb)作為背電極材料取代空穴傳輸層和貴金屬對電極入手，并對致密層進行優(yōu)化，降低制備過程中的能耗，并引

2、入溶劑工程來提高器件光電性能。
　　首先，使用低溫水浴沉積法制備致密層，探究了反應時間和TiCl4前驅體的濃度對致密層形貌及電池效率的影響，發(fā)現在TiCl4濃度為200mM，水熱1h的條件下，所生成致密層覆蓋最全面，電池達到了最高的轉換效率。組裝完成基于CNTs背電極的PSCs，并分別對不同構型的電池器件性能進行考察。發(fā)現在多孔結構和平面異質結構的太陽能電池中，光電轉換效率(PCE)分別達到了7.03％和6.94％。使用DMF熏蒸

3、的方式修飾鈣鈦礦表面，發(fā)現PSCs的光電轉換效率得到了較大幅度的提升，PCE達到了9.41％。接下來又考察了器件另外兩個重要參數，結果表明:DMF的熏蒸在一定程度上增加了器件的重現性，也削弱了遲滯效應。
　　其次，引入Cc和導電炭黑作為背電極材料進一步研究電池的性能并與CNTs材料進行對比。實驗結果表明:CNTs、Cc以及導電炭黑作為背電極材料時，均能取得不錯的PCE，分別取得7.06％，7.13％和7.35％的效率。接下來，又考