检索结果-南通市图书馆

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

介观钙钛矿太阳能电池中间隔层研究

介观钙钛矿太阳能电池中间隔层研究

作者：朱晓彤华中科技大学

学位级别：硕士

近年来,一种基于钙钛矿结构材料的新型太阳能电池——钙钛矿太阳能电池的研究取得了突飞猛进的发展,光电转化效率获得大幅提升,同时其具有成本低、制备工艺简单、可制备柔性器件和大面积化等诸多方面的优势。在无空穴传输材料的碳电极... 详细信息

近年来,一种基于钙钛矿结构材料的新型太阳能电池——钙钛矿太阳能电池的研究取得了突飞猛进的发展,光电转化效率获得大幅提升,同时其具有成本低、制备工艺简单、可制备柔性器件和大面积化等诸多方面的优势。在无空穴传输材料的碳电极钙钛矿太阳能电池中,存在开路电压较低的问题,这一现象与电子传输层与碳电极之间的间隔层息息相关。间隔层过薄时隔绝效果太差导致电荷复合严重,过厚时电荷传输距离变大同样会造成复合加重,都会降低开路电压(V)从而使器件效率受到影响,因而有必要设计出厚度较薄,又具有良好隔绝效果的间隔层,来减少器件中的载流子复合,提升V。本文在无空穴传输材料的碳电极钙钛矿太阳能电池中设计并实现了两种新型间隔层结构,都能在较薄厚度的条件下减小内部电子空穴对的复合,提升开路电压,进而提高电池效率。一种是在TiO与ZrO之间插入双功能AlO中间层,AlO不仅与ZrO共同组成间隔层,隔开TiO与碳电极,还能在形成过程中进入介孔TiO内部对TiO与钙钛矿的界面形成修饰,从而在抑制电子传输材料与碳电极的载流子复合的同时,也能抑制电荷在电子传输层与钙钛矿界面处的复合,使V从836 mV提升到了942 mV,并获得14.26%的最高光电转换效率。另一种是将壳型反蛋白石结构AlO作为间隔层,其相互连通的多孔结构能实现钙钛矿的良好填充,有利于电荷的传输,其在较薄的厚度下绝缘性能较好,从而减小电子传输材料与碳电极的复合,使V从781 mV提升到了903 mV,并获得13.06%的最高光电转换效率。

关键词：介观钙钛矿太阳能电池开路电压间隔层双功能Al2O3中间层壳型反蛋白石结构

可印刷介观钙钛矿太阳能电池介孔膜沉积调控研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

可印刷介观钙钛矿太阳能电池介孔膜沉积调控研究

作者：万智宁华中科技大学

学位级别：硕士

近年来,钙钛矿太阳能电池(Perovskite solar cell)发展迅速,目前实验室最高光电转化效率已经达到23.7%,展现出广阔的商业前景。钙钛矿太阳能电池具有多种不同的器件结构,其中,基于二氧化钛/氧化锆/碳三层介孔膜结构并且可采用印刷工艺... 详细信息

近年来,钙钛矿太阳能电池(Perovskite solar cell)发展迅速,目前实验室最高光电转化效率已经达到23.7%,展现出广阔的商业前景。钙钛矿太阳能电池具有多种不同的器件结构,其中,基于二氧化钛/氧化锆/碳三层介孔膜结构并且可采用印刷工艺制备的介观钙钛矿太阳能电池(以下称“可印刷介观钙钛矿太阳能电池”)具有结构简单和原材料成本低的特点,因此备受关注。可印刷介观钙钛矿太阳能电池的介孔膜采用丝网印刷制备,厚度通常在0.5.0μm,本文针对可印刷介观钙钛矿太阳能电池的印刷工艺展开研究,主要内容包括:(1)介孔膜印刷膜厚及均匀性研究,针对印刷介孔膜边缘存在类似于咖啡环效应造成的凸起现象,选取介孔膜形貌平稳区域和基底之间的高度差作为印刷膜厚;在尺寸为10 cm×10 cm的基底上印刷二氧化钛介孔膜,并选取不同区域(最多81个点)的膜厚进行对比和分析。(2)二氧化钛介孔膜和二氧化锆介孔膜的印刷,主要包含通过调控印刷浆料固含量和粘度以及印刷速度、压力、间距等工艺参数,实现了二氧化钛介孔膜印刷膜厚在40000 nm范围可调,二氧化锆介孔膜印刷厚度在2μm范围可调。(3)二氧化钛介孔膜和二氧化锆介孔膜印刷膜厚对器件性能的影响,通过对比采用不同厚度介孔膜所制备可印刷介观钙钛矿太阳能电池的性能,制备出光电转换效率接近12%的大面积(基底面积100 cm)可印刷介观钙钛矿太阳能器件。本文通过对可印刷介观钙钛矿太阳能电池的印刷工艺进行研究,为其性能提升和工艺改进提供了技术参考。

关键词：介观钙钛矿太阳能电池丝网印刷介孔膜印刷膜厚光电转化效率

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

全印刷介观钙钛矿太阳能电池界面层研究

全印刷介观钙钛矿太阳能电池界面层研究

作者：康景荣桂林电子科技大学

学位级别：硕士

近年来,钙钛矿太阳能电池性能不断提高,最新的认证效率已超过25%,因此钙钛矿太阳能电池成为下一代高效低成本光伏技术的潜力候选者。采用碳电极的全印刷介观钙钛矿太阳能电池(MPSCs),因其制备简单、低成本、稳定性强等优势引起了研究者... 详细信息

近年来,钙钛矿太阳能电池性能不断提高,最新的认证效率已超过25%,因此钙钛矿太阳能电池成为下一代高效低成本光伏技术的潜力候选者。采用碳电极的全印刷介观钙钛矿太阳能电池(MPSCs),因其制备简单、低成本、稳定性强等优势引起了研究者的广泛关注。对于全印刷MPSCs,二氧化钛(Ti O)是电子传输层(ETL)的常用材料,但Ti O ETL中存在缺陷及陷阱态,会捕获注入电子并引起复合,这严重影响了器件的性能。因此,制造少缺陷和陷阱态的Ti O ETL对于改善全印刷MPSCs的性能至关重要。本文围绕Ti O致密层ETL及其提高全印刷MPSCs器件性能的研究展开,通过引入钝化层与掺杂材料,以获得高效的全印刷MPSCs。本文主要包括两个研究内容,如下所示:(1)通过在Ti O致密层表面喷涂一层薄氧化镁(Mg O)来对其进行钝化,并将其用作全印刷MPSCs的ETL,通过优化Mg O前驱体溶液的浓度,最高达到了15.11%的能量转换效率,并且迟滞效应明显改善。系统研究了Mg O的引入对Ti O致密层的表面形貌、光学性能以及电学性能的影响,发现Mg O钝化后的Ti O薄膜具有更好的平整度和透过率、更高的电导率、更低的缺陷态密度以及更好的电荷提取能力。进一步研究表明,ETL/钙钛矿界面处的非辐射复合得到抑制,电荷转移电阻降低,器件性能得以提高。结果表明,利用Mg O对Ti O致密层进行钝化可以提高全印刷MPSCs的器件性能,对以后的研究有一定借鉴意义。(2)通过引入铝(Al)、铟(In)对Ti O致密层进行掺杂,并将掺杂后的Ti O致密层作为全印刷MPSCs的ETL,通过优化Al In的掺杂浓度,使器件的能量转换效率提升至15.53%,并具有优异的稳定性以及可忽略的迟滞效应。通过一系列表征发现,Ti O致密层经过掺杂后,透过率、电导率提高,缺陷态密度降低。同时,Al In的引入改变了Ti O的能级,ETL/钙钛矿界面拥有更好的能级排列,改善的能级排列以及增强的电学性能促进了电荷提取与传输,器件的电荷转移电阻降低,从而性能得到提升。结果表明,利用Al In对Ti O致密层进行掺杂可以提高全印刷MPSCs的器件性能,对以后的研究有一定借鉴意义。

关键词：介观钙钛矿太阳能电池 TiO2致密层电子传输层表面钝化掺杂

咪唑类离子液体作为添加剂的介观钙钛矿太阳能电池

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

咪唑类离子液体作为添加剂的介观钙钛矿太阳能电池

作者：佘斌桂林电子科技大学

学位级别：硕士

钙钛矿因其优异的光电性能引起光伏领域广泛关注,被认为是新一代太阳能电池最理想的光活性层吸收材料。自2009年首次报道以来,钙钛矿太阳能电池(PSCs)的能量转换效率(PCE)一路突飞猛进,目前最高PCE已达到25.7%。在众多PSCs的器件构型中... 详细信息

钙钛矿因其优异的光电性能引起光伏领域广泛关注,被认为是新一代太阳能电池最理想的光活性层吸收材料。自2009年首次报道以来,钙钛矿太阳能电池(PSCs)的能量转换效率(PCE)一路突飞猛进,目前最高PCE已达到25.7%。在众多PSCs的器件构型中,通过丝网印刷技术制备的可印刷介观钙钛矿太阳能电池(MPSCs)因其结构简单、成本低廉、机械化生产等特点表现出商业化和产业化的巨大优势。然而,由于MPSCs固有结构(三层介孔膜厚约13μm)的影响,介孔的尺寸阻碍了前驱体溶液的填充,对介孔中钙钛矿薄膜的结晶和电荷传输产生了挑战,不利于器件的PCE进一步提升。此外,二氧化钛(Ti O)作为该器件结构中唯一的电荷传输层,具有传输电子的重要作用,其薄膜表面的陷阱态和缺陷会引起界面处的电荷复合,进一步影响器件的PCE。针对上述问题,本文围绕钙钛矿薄膜改性做了相应工作,通过引入咪唑类离子液体作为添加剂实现可印刷MPSCs光伏性能和稳定性的提升。本文所研究的主要内容包括以下两项:(1)采用离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐(EMIMAC)作为添加剂制备高效稳定的MPSCs。咪唑阳离子(EMIM)通过配位效应钝化了离子缺陷(如Pb和Pb I),促进了钙钛矿的晶体生长,提高了光吸收能力。另一方面,醋酸根离子(AC)倾向于与Ti O配位,钝化Ti O表面的氧空位缺陷,改善Ti O/钙钛矿界面的界面接触。结果表明,EMIM和AC的协同作用可以实现更好的钙钛矿结晶度、更有效的电荷传输和更低的非辐射复合,最终使器件的PCE从13.83%提高到了15.48%。此外,未封装的MPSCs在空气环境中(RH=50±5%)存放60天后,仍保持了初始PCE的90%,表现出良好的长期稳定性。(2)采用咪唑基离子液体1-丁基-2,3-二甲基咪唑四氟硼酸盐([BMMIm][BF])作为添加剂来提高MPSCs的光电性能。[BMMIm][BF]可以通过与非配位离子的缔合有效地促进钙钛矿的结晶和缺陷钝化,从而显著抑制电荷复合。特别是[BMMIm][BF]提高了钙钛矿的价带顶,使其与碳的能级更匹配,这有利于降低能量损失,提高开路电压。另外,[BMMIm][BF]的引入还有助于空隙填充,获得结晶致密的器件。最终该MPSCs获得了15.67%的PCE,相比标准器件PCE提高了14%。此外,该器件在长期稳定性上也有不俗的表现,具体而言,未封装器件在空气环境中(RH=50±5%)存放70天后,仍保持初始PCE的90%。这项工作表明,咪唑离子液体可以作为MPSCs中一种低成本且绿色环保的高效添加剂。

关键词：介观钙钛矿太阳能电池添加剂离子液体复合缺陷

一种离子液体添加剂在可印刷介观钙钛矿太阳能电池中的阴阳离子协同策略

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

桂林电子科技大学学报 2022年第4期42卷 265-273页

作者：佘斌王栋杰张坚桂林电子科技大学材料科学与工程学院广西桂林541004 桂林电子科技大学广西信息材料重点实验室广西桂林541004

为了提升可印刷介观钙钛矿太阳能电池(MPSCs)的器件性能及长期稳定性,提出了一种阴阳离子协同策略,即将离子液体添加剂1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐(EMIMAC)引入钙钛矿活性层中并用于制备高效稳定的MPSCs。实验结果表明,咪唑离子(EMIM+)通... 详细信息

为了提升可印刷介观钙钛矿太阳能电池(MPSCs)的器件性能及长期稳定性,提出了一种阴阳离子协同策略,即将离子液体添加剂1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐(EMIMAC)引入钙钛矿活性层中并用于制备高效稳定的MPSCs。实验结果表明,咪唑离子(EMIM+)通过配位效应实现了离子态缺陷钝化(如Pb^(2+)和PbI_(3)^(-)),促进了钙钛矿结晶。另一方面,醋酸根离子(AC-)与TiO_(2)的配位同时钝化了TiO_(2)表面上的氧空位缺陷,从而改善了TiO_(2)/钙钛矿界面的界面接触。因此,EMIMAC中EMIM+离子和AC-离子的协同效应实现了更好的钙钛矿结晶度、更有效的电荷传输和更低的非辐射复合。最终,MPSCs的能量转换效率(PCE)从13.83%提高到15.48%,且滞后可忽略不计。此外,未封装的MPSCs暴露于空气中(RH=50±5%)60 d后仍保持初始PCE的90%,表现出优异的长期稳定性。实验结果表明,离子液体添加剂EMIMAC可以有效提升器件的PCE和稳定性,为进一步改善器件性能提供了一种有效策略。

关键词：介观钙钛矿太阳能电池离子液体添加剂缺陷钝化界面

界面调控与高效率全印刷碳基介观钙钛矿太阳能电池

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

界面调控与高效率全印刷碳基介观钙钛矿太阳能电池