钙钛矿太阳能电池和聚合物太阳能电池的工艺探索与性能研究

【摘要】：随着社会经济的发展,未来世界能源需求量迅速增加,太阳能作为一种储量丰富的可持续洁净能源,高效利用太阳能是解决能源危机和环境问题的重要方法。太阳能电池是利用太阳能的一种有效技术。有机聚合物太阳能电池目前最高效率超过了10%,初步呈现产业化曙光,基于溶液法制备电池技术,具有低成本、易大面积生产和可制备柔性电池器件等优势。新型钙钛矿电池是新一代太阳能电池的研究热点,短短四年时间电池效率已经突破20%,可通过溶液法和蒸发沉积等工艺实现高效率电池,是一种十分有潜力的新型太阳能电池。本论文以提高电池效率和稳定性为出发点,优化了聚合物太阳能电池和钙钛矿太阳能电池制备工艺,研究了电池电极以及传输层材料,探索出高效率易重复性的钙钛矿太阳能电池制备方法,并重点研究了银铝合金电极对钙钛矿电池稳定性的影响。(1)摸索了聚合物太阳能电池与钙钛矿太阳能电池相关制备工艺,探索出一步法制备钙钛矿太阳能电池工艺。(2)采用磁控溅射法研制出GZO/Ag/GZO夹层结构透明导电薄膜,较于ITO导电薄膜具有更佳的导电性与耐热性,在PTB7-TH:PC70BM体系电池获得8.65%效率；提出一种溶液法制备NiO工艺方法,在低温退火条件下,NiO作为空穴传输层电池效率接近PEDOT:PSS缓冲层电池效率。(3)银铝合金取代Ag和A1作为钙钛矿太阳能电池电极,相比Ag和A1电极电池,发现银铝合金电极电池的开路电压表现出优异稳定性。这是因为AgAl合金很好克服了纯银电极中银原子易迁移和渗透性弱点,以及铝电极易腐蚀性的缺点,并且AgAl薄膜在沉积和电池退化过程中形成致密氧化铝覆盖层,能很好的提高AgAl与PCBM界面接触特性,并抑制外界水汽入侵。另外,采用国际标准化组织制定用于有机太阳能电池稳定性测试标准(ISOS-D-3和ISOS-L-3),我们首次用于钙钛矿太阳能电池稳定性测试,以提高钙钛矿太阳能电池稳定性方面的可比性。 【关键词】：钙钛矿太阳能电池 聚合物太阳能电池 稳定性 银铝合金
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 中文摘要6-7
• Abstract7-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 太阳能概况10
• 1.2 太阳能电池发展与新型太阳能电池研究进展10-14
• 1.3 本论文研究内容14-16
• 第二章 太阳能电池基础概论16-23
• 2.1 太阳能电池发电原理16-18
• 2.2 太阳能电池器件性能研究18-20
• 2.3 太阳能电池基本结构及材料20-22
• 2.4 小结22-23
• 第三章 薄膜太阳能电池制备工艺23-34
• 3.1 引言23-24
• 3.2 热蒸发技术24-25
• 3.3 有机太阳能电池制备过程25-26
• 3.4 钙钛矿电池制备过程26-33
• 3.5 小结33-34
• 第四章 GZO夹层薄膜制备及性能表征34-42
• 4.1 引言34
• 4.2 磁控溅射技术方法34-36
• 4.3 薄膜光学性能与电学性质测量仪器36-38
• 4.4 GZO/Ag/GZO夹层薄膜光电性能与厚度优化38-41
• 4.5 小结41-42
• 第五章 载流子传输材料制备及应用42-49
• 5.1 引言42
• 5.2 电子传输材料ZnO纳米颗粒制备和优化42-44
• 5.3 空穴传输材料NiO纳米颗粒制备方法44-45
• 5.4 NiO NPs在有机太阳能电池中应用及优化45-48
• 5.5 小结48-49
• 第六章 银铝合金电极的钙钛矿太阳能电池性能49-65
• 6.1 引言49-50
• 6.2 利用AgAl合金作为器件电极的实验方法及性能表征50-54
• 6.3 利用银铝合金提高钙钛矿太阳能电池稳定性研究54-64
• 6.4 小结64-65
• 第七章 总结与展望65-66
• 参考文献66-73
• 攻读硕士期间的科研成果73-74
• 致谢74

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

锰基钙钛矿多层膜中的层间相互作用    冯文,夏正才,袁松柳

钙钛矿包容核废物致密化工艺参数优化    张瑞珠;师素娟;

双钙钛矿La_2NiMnO_6多晶靶材的制备及结构表征    刘冬梅;李小兵;秦赛;朱明;

钙钛矿太阳能电池的研究进展    张玮皓;彭晓晨;冯晓东;

美国研制出环保型钙钛矿太阳能电池    

(C_6H_5C_2H_4NH_3)_2Cu_xSn_(1-x)I_(4-x)层状类钙钛矿杂合物的制备与性能    郭丽玲;王谦;徐圣东;刘韩星;

层状类钙钛矿有机-无机杂合物(C_nH_(2n+1)NH_3)_2SnI_4的第一性原理研究    郭丽玲;翟晓雪;孙璋;刘韩星;

钙钛矿La_(0.5)Sr_(0.5)Mn_(1-x)Cr_xO_3的制备与磁性研究    亓淑艳;冯静;郭丽琴;张密林;

层状类钙钛矿有机-无机杂合物(C_nH_(2n+1)NH_3)_2MCl_4的溶解性研究    郭丽玲;李鹏;刘韩星;

文摘    

高效的钙钛矿平面异质结太阳能电池研究    李云龙;孙伟海;卞祖强;黄春辉;

界面调控与高效率钙钛矿太阳能电池    孟庆波;李冬梅;罗艳红;

平面异质结低温溶液处理钙钛矿太阳能电池    宋嘉兴;姚诗余;田文晶;

基于碳电极高效率钙钛矿太阳能电池    杨月勇;肖俊彦;罗艳红;李冬梅;孟庆波;

高效杂化钙钛矿光伏器件    肖立新;郑灵灵;马英壮;王树峰;陈志坚;曲波;龚旗煌;

溶胶-凝胶法制备氧化锌-钙钛矿平面异质结太阳电池    顾卓韦;吴刚;陈红征;

Pt掺杂的CaTiO_3的自再生机理的计算研究    张秋菊;李白海;陈亮;

钙钛矿多铁性氧化物异质结的低疲劳反转、磁电双弛豫、及缺陷调控    苗君;乔利杰;姜勇;

锆酸钡中空微球的掺杂及发光性能    赵永男;孙振;

微波对钙钛矿晶体的基本作用    刘代俊;徐程浩;

钙钛矿材料成为高能效“帮手”    刘霞

钙钛矿材料实现电器自充电    常丽君

染料敏化/钙钛矿太阳电池中光吸收层的微纳结构调控研究    高皓

聚合物和钙钛矿太阳能电池的界面研究    陈冰冰

钙钛矿半导体中的瞬态物理过程研究    陈奇

钙钛矿太阳能电池界面层材料及钙钛矿层形貌调控的研究    武其亮

磁性双钙钛矿陶瓷的制备、结构及物性研究    王金凤

介孔钙钛矿太阳电池及新型氧化物太阳电池的研究    李毅

聚合物电荷传输材料在钙钛矿太阳能电池中的应用    王卫卫

TiO_2致密层与钙钛矿吸收层的制备及其光伏性能    代晓艳

钙钛矿太阳能电池中电荷收集层的研究    董庆顺

热解ZIF-67在DSCs及钙钛矿太阳能电池中的应用    冯明巧

基于钙钛矿的有机无机杂化太阳能电池的制备和性能研究    刘舟

有机太阳能电池和钙钛矿太阳能电池中界面缓冲层的研究    马中生

异质结型钙钛矿太阳能电池的研究    朱慧敏

新型钙钛矿平面异质结太阳能电池的制备与表征    王玉金

基于形貌控制和界面修饰的倒装平面异质结钙钛矿太阳能电池的性能研究    尹伟

钙钛矿电致发光器件的薄膜优化研究    张一帆