n型摻雜鈣鈦礦太陽電池的模擬和實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、有機(jī)-無機(jī)太陽能電池近些年來受到廣泛的關(guān)注，其光電轉(zhuǎn)換效率得到快速推進(jìn)（從2009年的3.8％，到2016年的22.1％）。盡管鈣鈦礦太陽能電池發(fā)展很迅速，同時(shí)也存在很多亟待解決的問題。在這些問題當(dāng)中，如何進(jìn)一步有效地提升效率成為最值得關(guān)注的問題。因?yàn)閷?duì)半導(dǎo)體材料摻雜可以改變材料的許多電學(xué)特性，例如:載流子復(fù)合率、載流子的擴(kuò)散長度，進(jìn)而改善器件的開路電壓(Voc)，界面勢壘和接觸電阻等。因此，對(duì)鈣鈦礦材料摻雜濃度的調(diào)控，尤其是n型摻雜的

2、調(diào)控將有利于實(shí)現(xiàn)鈣鈦礦電池效率的進(jìn)一步提升。
　　為了進(jìn)一步改進(jìn)鈣鈦礦電池性能，尤其是基于n型摻雜的鈣鈦礦電池的性能，我們做了一系列的模擬計(jì)算工作。首先，我們用wxAMPS計(jì)算軟件對(duì)n型摻雜的鈣鈦礦電池進(jìn)行了理論模擬，從而得出了電子和空穴在電池中的動(dòng)力學(xué)過程?；谶@些前期的模擬計(jì)算的結(jié)果，我們開發(fā)了一種新型結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦太陽能電池，這種電池隨著摻雜濃度的變化其光電轉(zhuǎn)換效率可以連續(xù)調(diào)控，其最高效率可以超過20％。
　　在實(shí)驗(yàn)研究

3、方面，我們用簡單的一步法工藝制備了高效的平板異質(zhì)結(jié)有機(jī)鈣鈦礦電池，并且用非極性質(zhì)子溶劑來達(dá)到調(diào)控鈣鈦礦薄膜形貌地目的，從而得到了高平整度均勻致密的鈣鈦礦薄膜，用這種薄膜制備出了效率達(dá)到17.85％的鈣鈦礦電池器件。
　　本文重點(diǎn)研究了實(shí)現(xiàn)高效鈣鈦礦電池的方法和影響電池效率的關(guān)鍵因素，并探索了制備n型摻雜的鈣鈦礦電池的制備工藝。同時(shí)，通過一系列的模擬計(jì)算，得到了有效提升n型摻雜的鈣鈦礦電池效率的可能途徑，為實(shí)驗(yàn)工作做出了有效的理論指