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文檔簡介
1、自2009年全新的光敏材料有機金屬鹵化物鈣鈦礦應(yīng)用到太陽能電池中,鈣鈦礦太陽能電池的發(fā)展就開始突飛猛進,電池效率得到顯著提高,迄今為止以鈣鈦礦為光敏材料的固態(tài)太陽能電池效率已經(jīng)超過20%。鈣鈦礦太陽能電池成為科研工作者的研究熱點。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽能電池,通常包含有空穴傳輸層和貴金屬對電極,這兩種物質(zhì)的價格都非常昂貴,為了降低鈣鈦礦太陽能電池的制作成本,簡化操作流程,一種基于絲網(wǎng)印刷技術(shù)的鈣鈦礦太陽能電池發(fā)展起來,該電池的特點是通過印刷
2、的技術(shù)在FTO上沉積TiO2電子傳輸層、ZrO2間隔層、碳層,之后填充鈣鈦礦光吸收層。而在TiO2電子傳輸層中,不同形貌的TiO2結(jié)構(gòu)對電池也有不同影響,TiO2納米棒因其有一維電子傳輸通道可以有效減少電子和空穴的復合被應(yīng)用在鈣鈦礦太陽能電池中。
本論文用水熱法制備出了不同水熱溫度和不同水熱時間的TiO2納米棒,然后采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)將其組裝成無空穴傳輸層、ZrO2做間隔層、碳為對電極的鈣鈦礦太陽能電池。并對不同條件下制備的電池
3、做了性能測試。主要工作內(nèi)容如下:
(1)采用水熱法在導電玻璃基底上生長TiO2納米棒陣列,探討了不同水熱時間和不同水熱溫度對TiO2納米棒形貌以及厚度的影響,并用掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)等手段對薄膜的形貌進行表征。然后分別將它們組裝成無空穴傳輸層、碳對電極的鈣鈦礦太陽能電池,研究了性能最佳時TiO2納米棒的形貌和厚度。結(jié)果表明:當水熱時間為60min,溫度為180℃時,TiO2納米棒是稀疏均勻的,厚度約為
4、300nm,有利于鈣鈦礦的填充和傳輸,此時無空穴傳輸層碳為對電極的鈣鈦礦太陽能電池效率最佳,效率達到7.60%。
(2)采用旋涂法在TiO2納米棒上旋涂一層BaTiO3顆粒制得TiO2/BaTiO3納米復合材料,分別將TiO2納米棒和TiO2/BaTiO3復合材料組裝成無空穴傳輸層、碳為對電極的鈣鈦礦太陽能電池,通過SEM、EDS、紫外可見吸光光譜圖(UV-VIS)、EIS等手段對其進行表征和分析,結(jié)果表明TiO2/BaTiO
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