导读:本文包含了光吸收层论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:太阳能电池,钛矿,稳定性,薄膜,能级,界面,前驱。
光吸收层论文文献综述
王焕[1]（2019）在《CH_3NH_3PbI_3钙钛矿太阳能电池的制备及其光吸收层的优化研究》一文中研究指出为了满足人类日益增长的能源需求,缓解能源危机和环境污染问题,最具潜力的清洁能源太阳能受到人类的广泛关注。太阳能电池是利用太阳能的有效方法之一,它可以直接吸收太阳能并将其转化为电能。CH3NH3PbI3带隙约为1.5eV,是一种理想的太阳能电池吸光层材料。其吸收边缘约为800nm,几乎可以吸收可见光范围内所有波长的光。CH3NH3PbI3钙钛矿太阳能电池具有许多优点,比如:制备工艺简便、生产成本低、光电转换效率高等,这些优点使其在太阳能电池领域受到了广泛关注。本文通过对太阳能电池的CH3NH3PbI3钙钛矿层进行优化,提高了太阳能电池的光伏性能。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(HRTEM)、X射线光电子能谱分析(XPS)、紫外可见吸收光谱(UV-vis)、荧光发射(PL)对钙钛矿层进行分析,利用J-V表征太阳能电池的光伏性能。主要研究工作如下:(1)首先,采用两步顺序沉积法制备ZnO基钙钛矿太阳能电池和Ti02基钙钛矿太阳能电池。研究表明,两步法制备的ZnO基太阳能电池的光电转换效率为4.2%,是Ti02基太阳能电池的光电转换效率(3.27%)的1.28倍。这是因为沉积在ZnO表面的钙钛矿薄膜的覆盖率更高。在此基础上,采用异丙醇-正己烷混合溶剂对ZnO基太阳能电池的钙钛矿层进行优化。混合溶剂抑制了钙钛矿晶粒生长过程中的奥斯瓦尔德熟化过程,提高了钙钛矿薄膜的均一性和致密性。当CH3NH3I混合溶液的浓度为1 mg/ml时,钙钛矿太阳能电池的光电转换效率达到6.20%。约是未优化的ZnO基太阳能电池的1.48倍。(2)其次,利用一步旋涂法制备ZnO基钙钛矿太阳能电池和Ti02基钙钛矿太阳能电池,并对钙钛矿薄膜的形貌以及太阳能电池的性能进行探讨。研究表明,与制备在ZnO表面的钙钛矿薄膜相比,制备在Ti02表面的钙钛矿薄膜具有更好的致密性和更低的缺陷态。另外,一步旋涂法制备的Ti02基太阳能电池的光电转换效率为5.00%,约是ZnO基太阳能电池效率(4.36%)的1.15倍。(3)最后,用CdS对一步旋涂法制备钙钛矿层进行优化。研究表明,加入前驱体溶液中的CdS会参与钙钛矿的反应,前驱体溶液中会有少量PbS的生成。受CdS钝化了钙钛矿层的缺陷态以及PbS作为CH3NH3PbI3异相成核位点的影响,在前驱体溶液中掺入CdS后,钙钛矿薄膜的致密性显着提高。未掺入CdS前钙钛矿太阳能电池的光电转换效率为4.63%,而掺入CdS后其效率达到6.01%,并且获得了0.63的高填充因子。以上研究表明,在两步顺序沉积法中使用混合溶剂可以提高太阳能电池的光伏性能。由于一步旋涂法具有前体转化率高的优势,该方法制备的太阳能电池的光伏性能优于两步顺序沉积法制备的太阳能电池的光伏性能。通过调节一步旋涂法前体溶液的组分可以优化太阳能电池的性能。这些研究将为钙钛矿太阳能电池的应用和生产提供参考。(本文来源于《广西大学》期刊2019-06-01）
单雪燕,王时茂,孟钢,方晓东[2]（2019）在《钙钛矿太阳电池电子传输层与光吸收层的界面工程》一文中研究指出钙钛矿太阳电池(PSCs)自2009年出现至今经历了光伏领域前所未有的快速发展,目前经认证的最高光电转换效率已超过23%,极具应用前景。界面工程是提升PSCs性能的有效途径之一,本文回顾了PSCs中电子传输层和钙钛矿光吸收层间界面工程的主要研究工作,根据作用效果将相关研究按照改善钙钛矿光吸收层质量、提高电子传输层与钙钛矿层间的能级匹配度和提升电池稳定性等叁类进行了梳理和总结,并对电子传输层和钙钛矿光吸收层间界面工程的前景进行了展望。(本文来源于《化学进展》期刊2019年05期）
李佳伟[3]（2019）在《基于PbBr_2前驱体薄膜调控制备全无机CsPbBr_3钙钛矿太阳电池光吸收层》一文中研究指出有机无机杂化的金属卤化物钙钛矿,如CH3NH3PbI3,被广泛应用为高效钙钛矿电池器件中的光吸收层。但其成分中含有的有机阳离子从本征上限制了薄膜的热稳定性和光照稳定性,从而影响了器件长期工作的稳定性。近年来,用无机Cs+完全取代有机基团构成全无机卤化物钙钛矿CsPbX3(X=I,Br,C1)被认为是从根本上解决薄膜热稳定性问题的有效途径。其中,CsPbBr3,在自然环境中不仅具有优异的热稳定性,而且表现出良好的结构稳定性、光照稳定性和湿度稳定性。此外,采用碳电极为背电极,构成结构为FTO/TiO2/CsPbBr3/Carbon的全无机钙钛矿电池可以忍受较高的工作温度和湿度。因此,全无机的钙钛矿太阳电池成为近期的研究热点。然而,目前碳基全无机CsPbBr3钙钛矿电池器件效率仍维持在较低的水平。一方面是由于本身CsPbBr3的光学带隙较宽,为2.3eV左右,只能吸收550nm以下的可见光光谱。另一方面是由于Br-在有机溶剂中溶解度有限,CsPbBr3薄膜的制备在方法方面受到了一定的限制,很难制备出高质量的CsPbBr3光吸收层。因此本文选择了CsPbBr3薄膜为研究对象,针对目前最常使用的制备方法即两步溶液法,进行了探索和分析,并借鉴前人经验,提出了基于PbBr2前驱体薄膜调控的改善方法,给进一步理解和优化CsPbBr3薄膜的制备提供了一定的参考价值。实验结果表明:常规两步溶液法,基于结晶的PbBr2前驱体薄膜制备CsPbBr3薄膜的过程中,存在物质转化不充分和快速分解的问题,并且物质的不充分转化会导致衍生相CsPb2Br5的生成。利用湿润的PbBr2前驱体薄膜可以加快反应过程,削弱分解现象,提升CsPbBr3薄膜的相纯度、结晶性和覆盖度。基于改进后CsPbBr3薄膜组成的碳基全无机钙钛矿电池可以实现近100%器件效率的提升。薄膜质量改善的机制我们将其归结于湿润的薄膜状态有利于CsBr溶液的扩散,并且由于PbBr2和前驱体溶剂DMF分子之间存在弱配位作用,直接的配位分子取代反应可以降低CsPbBr3的反应势垒,加速转化过程,提升薄膜质量。(本文来源于《南京大学》期刊2019-05-22）
许亚[4]（2019）在《钙钛矿太阳电池中光吸收层CH_3NH_3PbI_3多晶薄膜中碘离子的管理与费米能级调控研究》一文中研究指出近年来由于钙钛矿太阳电池低成本的制备方法与独特的光电特性,例如高的光吸收系数、双极性电荷传输、较长的载流子扩散距离等,引起了大家相当的关注。一般来说,CH_3NH_3PbI_3钙钛矿太阳电池工作机制为n-i-p模式,其中CH_3NH_3PbI_3作为本征层。然而CH_3NH_3PbI_3可以通过改变其前驱液组分碘化铅和甲基碘化铵两者的不同配比,最终实现p型和n型导电类型的转变。在p型和n型这两种不同导电类型的CH_3NH_3PbI_3薄膜中,点缺陷呈现的种类也有所不同。一些理论计算研究表明,由于CH_3NH_3PbI_3薄膜中碘空位这种缺陷形成能较低,从而导致碘空位很容易形成,使得我们最终制备出CH_3NH_3PbI_3薄膜中I:Pb总是小于化学计量比3:1。由于CH_3NH_3PbI_3薄膜中存在碘空位这种缺陷,会在薄膜中形成一些浅能级缺陷,从而就会减少CH_3NH_3PbI_3薄膜中载流子扩散长度和载流子寿命。以及实验中观察到离子迁移现象,会腐蚀金属电极,从而导致钙钛矿太阳电池器件的光电转换效率下降和稳定性变差。因此对于钙钛矿太阳电池中光吸收层CH_3NH_3PbI_3中碘空位的管理和费米能级的调控就显得十分重要。本文中我们提出一个可控措施来引入碘单质分子,也就是将碘单质分子直接溶于反溶剂乙醚溶液中,进而制备出了接近化学计量比的CH_3NH_3PbI_3薄膜,即I:Pb为2.90,实现了CH_3NH_3PbI_3薄膜中碘空位的部分消除。稳态PL谱和时间分辨谱测量表明这种通过添加碘单质分子的处理方式得到的CH_3NH_3PbI_3薄膜具有较少缺陷密度以及较长载流子寿命,最终制备出的钙钛矿太阳电池最优器件效率达到了17.7%;经过了光电子能谱分析发现,经过添加碘单质分子的处理可以有效地消除CH_3NH_3PbI_3薄膜中部分的碘空位缺陷,进而实现了费米能级向下移动120meV实验结果。通过对钙钛矿太阳电池中光吸收层CH_3NH_3PbI_3薄膜中碘空位缺陷进行管理,我们得到的CH_3NH_3PbI_3薄膜具有较少的缺陷,这为我们开发出高效稳定的钙钛矿太阳电池提供了一个实验途径;我们实现了费米能级在CH_3NH_3PbI_3薄膜中的移动,这有助于增加对于CH_3NH_3PbI_3薄膜电学性质的理解,也为今后合理设计出高效的钙钛矿太阳电池器件提供一个启示以及能够扩展其在不同领域的应用,如p-n结以及肖特基结器件。(本文来源于《南京大学》期刊2019-05-01）
张晨曦[5]（2019）在《介观钙钛矿太阳能电池的光吸收层制备及界面调控研究》一文中研究指出自从2009年Miyasaka等人将有机无机杂化钙钛矿用于光伏器件开始,该半导体材料引起了人们极大的关注。钙钛矿太阳电池(PSC)的光电转换效率(PCE)在过去短短十年内从3.8%迅速提高到23.7%。其中金属卤化物钙钛矿CH_3NH_3PbI_3材料具有高的光吸收系数、较长的电荷扩散长度、双极性电荷传输特性、合适的禁带宽度和可采用溶液法加工等优点,尤其是介观结构CH_3NH_3PbI_3PSCs具有高效率,且工艺重复性较好,使其迅速成为新型太阳电池的研究热点。然而,在介观钙钛矿太阳能电池技术的发展过程中,光吸收层的成膜性问题一直是阻碍器件性能提升的关键。对于介观PSCs,钙钛矿材料均匀、完整填充介孔金属氧化物纳米孔洞、制备高结晶度、致密晶粒覆盖层成为本太阳电池研究的重要工作和挑战。本文紧跟国际前沿发展,借助于多种表面、界面修饰方法,深入探讨了钙钛矿薄膜的成核、生长及界面调控机制。通过表面修饰、界面调控显着提升了太阳电池的光电转换效率(PCE),为钙钛矿太阳电池效率的进一步提高以及器件机理研究奠定了基础。本文主要完成了以下四方面研究工作:1.针对无空穴层碳基介观结构钙钛矿太阳电池的光生电子空穴复合、开路电压低的问题,设计、制备了宽禁带氧化镁薄膜,用于提升碳基介观PSCs的光伏性能。采用醋酸镁在二氧化钛介孔层(m-TiO_2)表面制备宽禁带氧化镁钝化膜,通过调节醋酸镁溶液浓度,优化了氧化镁钝化膜的性能,建立了器件的光伏性能与镁盐溶液浓度的关系。深入探讨了碳基介孔二氧化钛PSC电池中电荷转移机理以及宽禁带MgO钝化层提升光伏性能的机制。通过精细调节醋酸镁的浓度,制备了性能良好的电荷复合阻挡层,无空穴层碳基钙钛矿太阳电池获得了20.01mA cm~(-2)的短路电流和0.95 V的开路电压,且电池的光电转换效率(PCE)为12.17%,明显高于没有MgO修饰的情况(8.89%),开路电压绝对值增加120毫伏以上,电转换效率相对提升了37%。2.针对介观结构PSC太阳能电池光吸收薄膜制备、吸光层比较薄,太阳光利用率不足的问题,创新地利用Au纳米颗粒(NPs)和MgO共同修饰TiO_2多孔层,制备出一种新型、高效等离激元结构钙钛矿太阳电池,相对于无任何修饰的情况,器件光电流和开路电压及紫外光(UV)稳定性都有明显提高,其中光电转换效率提升了34.2%。另一方面,利用半导体锗纳米粒子修饰m-TiO_2,制备PSC器件。发现添加具有优化浓度的Ge-NPs可同时改善钙钛矿薄膜的结晶质量及TiO_2-钙钛矿界面的性质,从而提高短路电流和填充因子,获得了平均PCE为18.82%的高效钙钛矿光伏器件,与不添加Ge-NPs情况相比,PCE增强超过7.4%。从实验和理论两方面对基于金纳米粒子、氧化镁或锗颗粒的PSC光学和物理学的基本特性进行了研究,探讨了等离激元、半导体纳米颗粒光伏增强机制。3.针对提升介观钙钛矿层结晶质量和器件性能稳定性,在m-TiO_2/MgO双层结构电子传输层的基础上,利用1,4-苯二甲酸(对苯二甲酸,TPA)作为钙钛矿前驱体溶液的添加剂,调控钙钛矿吸光层的质量。研究了苯二甲酸的浓度对钙钛矿吸收层和光伏器件性能的影响,探讨了TPA对钙钛矿多晶生长的调控机制。通过对添加不同浓度的TPA所制备的钙钛矿吸收层的XRD及其表面、截面SEM测试,发现加入TPA添加剂对钙钛矿材料生长过程中的成核、结晶有调制作用,有助于钙钛矿在m-TiO_2孔隙内的填充及在m-TiO_2上表面形成光滑、高结晶、晶粒尺寸均匀、高致密覆盖层,显着提升了PSCs的性能。通过精细调控TPA的浓度,低温碳基PSCs器件的平均PCE从无添加TPA电池的11.5%提高到14.29%,且器件的热、紫外光及环境空气稳定性有明显提升。4.针对二氧化钛介观结构钙钛矿太阳电池的m-TiO_2电子传输层电性能不足,器件紫外光稳定性差的问题,首次利用一种低温溶液法合成SnO_2纳米棒阵列,制备高效率、高紫外光稳定性PSCs器件。在不使用模板或表面活性剂的情况下,通过精细改变盐酸浓度,调控SnO_2纳米棒的微观结构和形貌,制备出垂直于FTO基板、具有方形横截面、高度有序、结晶性好的叁维(3D)SnO_2纳米棒。深入探讨了SnO_2纳米棒阵列的生长机制,研究了HCl浓度对SnO_2纳米棒PSC器件光伏性能的影响。在优化的时间和HCl浓度下,所制备SnO_2纳米棒的宽度和长度分别为30 nm和150 nm,相应的SnO_2纳米棒PSC器件获得的平均PCE为16.57%,且在大气环境中暴露5天和强烈紫外线照射下,与平面结构SnO_2 PSCs,尤其是m-TiO_2介观结构PSC器件相比,该光伏器件光伏性能稳定性有非常大的提高。(本文来源于《华东师范大学》期刊2019-03-01）
黄楚涵[6]（2018）在《碳基钙钛矿太阳能电池光吸收层的研究现状》一文中研究指出钙钛矿太阳能电池(PSCs)具有优异的光电性能和光电转化效率,碳基钙钛矿太阳能电池采用稳定的碳材料作为传输空穴的对电极,不仅工艺简单、价格低廉,而且大大提高了PSCs的稳定性。但是,C-PSCs的光电性能受到钙钛矿光吸收层/碳对电极界面接触程度的限制,同时,传统的有机-无机杂化CH3NH3PbI3(MAPbI3)光吸收层自身稳定性差,对C-PSCs性能产生不利的影响。两步法制备的钙钛矿光吸收层平整度高、致密性好;无机钙钛矿光吸收层稳定性能优异,是未来PSCs发展的方向,本文综述了C-PSCs光吸收层的研究现状,为科研工作者提供一定的参考。(本文来源于《当代化工研究》期刊2018年12期）
赖学森[7]（2018）在《钙钛矿光吸收层光谱调控、界面修饰及其光伏性能研究》一文中研究指出近几年来,钙钛矿太阳能电池(PSCs)的认证效率已经达到了 22.7%,接近晶硅太阳能电池的效率,然而其光谱吸收范围仍主要局限在可见光区,而且在不同活性层间的电荷传输严重影响电池光电转换性能。本论文以提高PSCs的能量转换效率(PCE)等性能为目的,一是针对钙钛矿薄膜的光谱响应的局限性,通过IR806染料敏化上转换纳米粒子(IR806-UCNCs)嵌入钙钛矿光吸收层拓宽电池光谱吸收范围,二是为了改善钙钛矿量子点(QDs)光吸收层的电荷传输性能,通过界面构建碳纳米管(CNTs)高速电荷传输网络以及聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)界面修饰来改善量子点薄膜的电荷传输性能,以期提高PSCs的光电转换性能。具体内容如下:(1)将IR806-UCNCs嵌入到平面PSCs中,用以拓宽电池吸光层MAPbI3的光谱吸收范围,进一步提高电池近红外光(800-1000 nm)捕获能力。采用NOBF4作为配体利用配体交换的方法制备出与钙钛矿前驱液相混溶的IR806-UCNCs,将混有IR806-UCNCs的钙钛矿前驱液通过一步旋涂原位嵌入的方法形成IR806-UCNCs嵌入的钙钛矿光吸收层,形成宽光谱响应的钙钛矿光吸收层。该薄膜能够通过IR806-UCNCs捕获800-1000 nm的近红外光并将能量传递给Yb3+/Er3+,激发钙钛矿可吸收的可见光。在AM1.5G阳光照射下,IR806-UCNCs嵌入的平面PSC的PCE达到了 17.49%,与未修饰PSC相比提高了29%。同时,在NIR(λ>780nm)光照射下获得了 0.382%的转换效率。(2)采用热注射法制备了室温下相稳定的α-CsPbI3QDs,通过界面构建CNTs高速电荷传输网络以及表面修饰PMMA(CNTs-PMMA)以改善QDs吸光薄膜的电荷传输性能。PMMA的修饰减少了薄膜表面的缺陷态,同时阻挡了空气中水和氧气对QDs层的侵蚀;同时CNTs嵌入形成的电荷传输网络改善了薄膜导电性,提高了光生电荷的抽取效率和薄膜的电荷传输性能。这两种界面修饰的方式都减少了电子-空穴的复合,这也致使器件电流密度Jsc和填充因子FF得到了很大的改善,CNTs-PMMA界面修饰的电池PCE提高至7.27%,其稳定性要明显优于未修饰的电池,在36天后效率还维持在最高效率的83%,表明其空气稳定性的改善。(本文来源于《北京化工大学》期刊2018-05-30）
刘双双[8]（2018）在《全印刷介观钙钛矿太阳能电池中光吸收层材料与对电极的研究》一文中研究指出ABX_3型卤化物钙钛矿是以[BX_6]~(4-)八面体作为骨架,A离子嵌在[PbI_6]~(4-)八面体间隙并与12个相邻近的卤素离子形成的立方晶体结构。卤化物钙钛矿具有优异的光学与电学性质,良好的成膜性,简单的制备工艺,可用于多种器件结构中等优势。自2009年首次将卤化物钙钛矿作为光吸收层材料应用于染料敏化太阳能中取得了3.8%的光电转换效率之后,短短的几年时间器件的光电转换效率已经达到22.7%,这远远超过染料敏化太阳能电池与有机聚合物太阳能电池的最高光电转换效率,成为光伏领域研究的热点。在多种钙钛矿太阳能电池器件结构中,全印刷介观TiO_2/Al_2O_3(/NiO)/碳电极型的器件结构由于其制备过程简单,制备成本低以及优异的器件稳定性等优势,成为一种极具发展潜力的器件结构。目前,与金属电极钙钛矿太阳能电池相比,全印刷介观钙钛矿太阳能电池的光电转换效率仍然较低。此外,CH_3NH_3PbI_3是钙钛矿太阳能电池中研究最为广泛的一类钙钛矿材料。但是,其差的热稳定性限制了其商业化的应用。针对以上问题,本论文以全印刷介观钙钛矿太阳能电池中光吸收材料与对电极作为研究对象开展了以下工作:(1)通过研究不同Cs取代量对Cs_x(FA_(0.4)MA_(0.6))_(1-x)PbI_(2.8)Br_(0.2)钙钛矿材料性质的影响,发现随着Cs取代量的增加,吸收光谱随之发生蓝移,激子束缚能随之增加。随后,我们将不同Cs取代量的Cs_x(FA_(0.4)MA_(0.6))_(1-x)PbI_(2.8)Br_(0.2)钙钛矿运用于全印刷介观TiO_2/Al_2O_3/NiO/碳电极器件结构中,发现基于Cs_(0.05)(FA_(0.4)MA_(0.6))_(0.95)PbI_(2.8)Br_(0.2)的钙钛矿太阳能电池取得了17.02%的光电转换效率。利用暂态光电压/光电流衰减测试,电化学阻抗谱,多光强等测试研究了Cs的取代对器件内载流子传输性能的影响。研究发现,与未用Cs取代的钙钛矿太阳能电池相比,Cs_(0.05)(FA_(0.4)MA_(0.6))_(0.95)PbI_(2.8)Br_(0.2)钙钛矿太阳能电池具有更长的载流子传输长度,能够有效的减少载流子在传输过程中的复合反应。此外,在Cs_(0.05)(FA_(0.4)MA_(0.6))_(0.95)PbI_(2.8)Br_(0.2)钙钛矿太阳能电池制中载流子处于平衡状态,不利于复合中心产生复合反应。此外,Cs_(0.05)(FA_(0.4)MA_(0.6))_(0.95)PbI_(2.8)Br_(0.2)钙钛矿太阳能电池表现出优异的热稳定性。(2)研究了不同Bi~(3+)掺杂量对Cs(Pb:xBi)I_2Br钙钛矿材料性质的影响以及将其应用于TiO_2/Al_2O_3/NiO/碳电极器件结构中对器件性能的影响。随着Bi离子掺杂量的增加,Cs(Pb:xBi)I_2Br钙钛矿材料的吸收光谱随之发生红移并会使钙钛矿晶体结构收缩。但是,Bi~(3+)掺杂后器件的光电转换效率会发生骤降。我们利用时间分辨荧光光谱与电化学阻抗测试去探究器件性能降低的原因,我们发现在CsPbI_2Br钙钛矿中掺入Bi~(3+)后,薄膜内的双分子复合和缺陷态复合过程均变得更加严重。且Bi~(3+)的掺入会导致器件界面处的态密度分布变宽,致使器件界面处的缺陷态密度增加,界面处的复合过程加快。(3)利用NiO纳米颗粒与单壁碳纳米管制备出具有优异空穴抽取能力的NiO/单壁碳纳米管薄膜(~1.8μm)。我们将此薄膜应用于全印刷钙钛矿太阳能电池中取得了12.7%的光电转换效率。通过电化学阻抗测试发现,以~1.8μm的NiO/单壁碳纳米管薄膜作为对电极的器件具有更好的载流子收集效率。(本文来源于《华中科技大学》期刊2018-05-01）
贾福金[9]（2018）在《溶剂工程对钙钛矿光吸收层结晶过程的调控及器件光电性能的研究》一文中研究指出在过去的几年里,有机金属卤化物钙钛矿材料由于其直接带隙、吸收系数高、双极性载流子扩散、弱激子束缚能和长的载流子扩散长度等优势,成为制备低成本、高效率的太阳能电池最有前途的材料之一。钙钛矿太阳能电池从2009年发展至今,其效率从最初的3.8%迅速增长到22.1%,达到多晶硅电池的水平。尽管钙钛矿材料有诸多固有优势,且钙钛矿太阳能电池的发展取得了巨大进步,但依旧迫切需要发明一种简单、可控的钙钛矿制备工艺,实现钙钛矿薄膜的高质量和重现性。本文对钙钛矿太阳能电池中的钙钛矿光吸收层进行了一系列的实验和分析。其主要工作和成果如下:(a)为了避免在常规一步旋涂法制备基于平面衬底的钙钛矿薄膜过程中产生不可控的非连续覆盖的薄膜形貌,我们通过溶剂工程对一步法工艺进行改进制备出了表面几乎全覆盖的高质量钙钛矿薄膜。首先,我们通过在MAPb I3/DMF前驱体溶液中加入适量HI水溶液提高MAPb I3在DMF/HI混合溶剂的溶解度,延长MAPb I3在旋涂过程中的成核时间,制备出了相对致密但表面未完全覆盖的MAPb I3钙钛矿薄膜。原因是在MAPb I3晶体开始成核时,DMF/HI混合溶剂中更高的MAPb I3浓度(过饱和度)导致钙钛矿薄膜质量的改善以及更高的表面覆盖率。为了进一步获得表面全覆盖的致密MAPb I3薄膜,我们在旋涂MAPb I3前驱液过程中通过引入反溶剂(氯苯)进一步控制钙钛矿的结晶过程。MAPb I3钙钛矿薄膜的形貌得到进一步改善,得到了表面全覆盖的致密MAPb I3薄膜,从而优化了钙钛矿活性层。(b)在传统的两步连续沉积钙钛矿过程中,Pb I2薄膜被浸泡到MAI溶液中30 s得到高效的MAPb I3钙钛矿光吸收层。本论文中,我们利用紫外-可见分光光度法以及X射线衍射方法,研究了两步连续沉积过程中Pb I2向MAPb I3的转化随浸泡时间的演化过程。此外,我们还研究了浸泡时间对介观结构钙钛矿太阳能电池光伏性能的影响。实验结果表明,随着浸泡时间的增加,Pb I2转化为MAPb I3的程度越来越高,但是过长的浸泡时间会破坏钙钛矿太阳能电池的性能。(c)尽管两步连续沉积方法为制备可重复性高的高质量钙钛矿薄膜提供了一种有效途径,但仍然存在Pb I2不能完全转化为MAPb I3的问题。根据先前的研究,我们认为Pb I2与MAI溶液反应生成MAPb I3的过程涉及MAI溶液的扩散、渗透、接触和反应四个阶段。本论文中,我们通过对Pb I2液态前驱膜的溶析结晶处理以及随后的延时热退火处理(老化处理)调节Pb I2的过饱和度,实现了Pb I2向MAPb I3的快速完全转化。通过这种方法制备的多孔Pb I2薄膜有利于MAI溶液向Pb I2薄膜内部的有效扩散和渗透,进一步增强Pb I2和MAI溶液在整个薄膜内部的接触和反应,导致Pb I2向MAPb I3的快速、完全、高效的转化,转化率达到99.9%,获得了高纯度、高结晶度、高质量的钙钛矿薄膜,提高了从可见光到近红外区域的光吸收能力。采用这种方法制备的介观结构钙钛矿太阳能电池光电转换效率(PCE)从3.2%提高到约12.3%且几乎没有回滞效应。与此同时,电池的短路光电流密度(Jsc)、开路电压(Voc)和填充因子(FF)均得到不同程度的提高。(本文来源于《上海大学》期刊2018-05-01）
陈苗苗[10]（2018）在《(CH_3NH_3)_3Bi_2I_9钙钛矿光吸收层薄膜的制备及其性能研究》一文中研究指出铅基钙钛矿材料自身的毒性和不稳定性限制了有机无机杂化钙钛矿太阳能电池(Hybrid Organic-Inorganic Perovskite Solar Cells,PSCs)的商业化应用,而(CH3NH3)3Bi2I9(MBI)的无毒和高稳定性引起了研究者的广泛关注。Hoye等人分别采用溶液法和气相辅助法制备了纯的MBI,系统地研究了晶体结构、稳定性和光电性能。这项工作极大的推动了 MBI薄膜作为光吸收应用在太阳能领域的发展。但是制备Bi基杂化钙钛矿光吸收层时,会在TiO2表面形成许多六边形的纳米晶薄片并无序的堆积在一起,导致MBI薄膜不佳,存在大面积的缺陷,组装的器件短路甚至断路情况十分严重。因此迫切需要界面工程比如形貌调控制备高质量,均匀连续的杂化钙钛矿薄膜以提高铋基PSCs的效率。本论文的研究内容如下:(1)在致密层TiO2表面,采用水热法生长不同长度的TiO2纳米棒阵列。再用两步溶液浸泡法制备MBI薄膜。最后,旋涂空穴传输层、真空蒸镀金对电极,组装成器件进行相关测试。XRD表明水热法生长的TiO纳米棒阵列是金红石相。SEM图显示TiO2纳米棒长度随着水热时间的增加而变化,长度由472 nm(50 min)增加到1073 nm(80 min)。XRD图谱表明两步溶液浸泡法合成的是MBI,UV-Vis表明MBI薄膜的光吸收与金红石相Ti02的长度有关,计算出MBI的间接带隙为2.2 eV。SEM显示制备的MBI呈六边形片状,薄膜不致密,且能看到裸露的介孔层。XPS进一步证明我们合成的是MBI。同时,J-V曲线显示当Ti02纳米棒长度为564 nm时,组装的器件效率最高为0.14%,时间分辨光致发光光谱表明:相较于基于其他长度Ti02纳米棒的MBI PSCs,基于564 nm的MBI基PSCs的瞬态荧光寿命最短,说明此时光生电子能够比较容易地从MBI光吸收层传到TiO2层,载流子复合几率变小,相应的电池效率较高一点。在67 d后,器件的效率几乎不变,展现出MBI基PSCs具有极好的稳定性。(2)分别采用氯苯(CB)、乙醚(DEE)两种反溶剂合成了高质量的MBI晶体薄膜,并将其作为光吸收层材料应用于mp-Ti02结构的PSCs中,对比传统一步法制备的MBI薄膜和反溶剂处理后的MBI薄膜性能差异和对PSCs性能的影响。XPS和XRD表明我们制备的是MBI,SEM测试表明用DEE处理之后的薄膜质量最好,且光吸收能力最强,相应的器件效率最高为0.343%。我们选取了 8片电池,很容易发现85.7%的电池效率超过了 0.3%,说明用DEE处理MBI薄膜后组装的器件具有很好的重复性。进一步地,器件的稳定性测试表明100天后仍保持高于0.3%的效率,仅仅下降了 7.58%,表明了很优异的长期稳定性。(3)采用脉冲沉积法制备MBI薄膜。探索不同电压对薄膜的形貌的影响。电镀过程中,第一步沉积Bi金属镀层,第二步脉冲电沉积法制备MBI薄膜。XRD和XPS表明我们制备的是MBI薄膜。SEM结果表明我们制备的MBI晶体仍是六边形片状,说明MBI薄膜致密性仍不理想,需要进一步调控物理参数。(本文来源于《湖北大学》期刊2018-05-01）
光吸收层论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
钙钛矿太阳电池(PSCs)自2009年出现至今经历了光伏领域前所未有的快速发展,目前经认证的最高光电转换效率已超过23%,极具应用前景。界面工程是提升PSCs性能的有效途径之一,本文回顾了PSCs中电子传输层和钙钛矿光吸收层间界面工程的主要研究工作,根据作用效果将相关研究按照改善钙钛矿光吸收层质量、提高电子传输层与钙钛矿层间的能级匹配度和提升电池稳定性等叁类进行了梳理和总结,并对电子传输层和钙钛矿光吸收层间界面工程的前景进行了展望。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
光吸收层论文参考文献
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[8].刘双双.全印刷介观钙钛矿太阳能电池中光吸收层材料与对电极的研究[D].华中科技大学.2018
[9].贾福金.溶剂工程对钙钛矿光吸收层结晶过程的调控及器件光电性能的研究[D].上海大学.2018
[10].陈苗苗.(CH_3NH_3)_3Bi_2I_9钙钛矿光吸收层薄膜的制备及其性能研究[D].湖北大学.2018
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