平面異質(zhì)結(jié)鈣鈦礦太陽能電池的制備和Fe摻雜特性研究.pdf

1、近些年來，鈣鈦礦電池的加入又為該行業(yè)增添了幾分色彩。鈣鈦礦電池可以制成許多種類，如：介孔結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦電池、平面異質(zhì)結(jié)鈣鈦礦電池、無空穴傳輸層電池、介孔-平面雜化結(jié)構(gòu)電池等。其中n-i-p平面結(jié)構(gòu)鈣鈦礦電池結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單、靈活，為下一步疊層電池的發(fā)展提供了可能，而成為人們研究的焦點(diǎn)。器件性能優(yōu)劣與鈣鈦礦薄膜的形貌和質(zhì)量有很大的聯(lián)系，因此制備高質(zhì)量的鈣鈦礦薄膜顯得尤為重要。同時(shí)，隨著鈣鈦礦電池的進(jìn)一步發(fā)展，產(chǎn)業(yè)化、商品化的逐漸展開，鉛污染問題

2、也引起了人們的關(guān)注。本論文集中于通過調(diào)控鈣鈦礦薄膜的形貌和濃度工程來改善薄膜的質(zhì)量，提高電池的效率，并初步研究了Fe離子摻雜對(duì)薄膜性能的影響。主要研究工作及結(jié)果如下：
　?。?）采用一步旋涂法，通過控制反溶劑的滴加時(shí)間研究了鈣鈦礦薄膜的成膜特性。實(shí)驗(yàn)中，以氯苯為反溶劑，高速旋涂時(shí)間為25s。薄膜的形貌對(duì)反溶劑的滴加時(shí)間非常敏感：當(dāng)?shù)渭訒r(shí)間過早時(shí)，薄膜呈針狀生長(zhǎng)，孔洞較多；隨著滴加時(shí)間的延后，薄膜表面由疏松且針孔狀態(tài)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橹旅芏?/p>

3、較高的狀態(tài)，其中在高速18s時(shí)滴加氯苯效果最佳；當(dāng)?shù)渭訒r(shí)間過晚，薄膜又恢復(fù)為針狀、多孔洞特性。通過XRD及吸收譜發(fā)現(xiàn)，滴加時(shí)間為18s時(shí)制備的薄膜的結(jié)晶特性及對(duì)可見光的吸收最高，運(yùn)用到平面電池器件中，制備的器件的性能最好。
　?。?）研究了PbI2相對(duì)含量對(duì)鈣鈦礦層及電池性能的影響。當(dāng)PbI2的含量較低或高時(shí)盡管薄膜晶粒尺寸均有所增大，但晶粒間界相互分離，產(chǎn)生大量的微縫隙，使器件性能較差；當(dāng)PbI2與CH3NH3I的濃度為等摩爾比