钙钛矿型金属钛酸盐太阳能电池的制备及应用研究

【摘要】：随着化学能源的日益消耗,太阳能被广泛的应用,太阳能电池同时被关注。因此本论文将制备一种钙钛矿型太阳能电池并研究其光电化学性质。本论文成功的制备了致密的N型半导体TiO2层,介孔TiO2层,钛酸镍-钙钛矿层,P型半导体CuPc层和电极层Al,并进行了XRD、Raman、XPS、FT-IR、氮气吸附脱附、SEM、电化学等手段分析。并购置了酞菁铜,以及金属电极,完成钙钛矿型太阳能电池的组装。成功制备钙钛矿型金属钛酸盐太阳能电池,并进行了光电化学测试,得到的太阳能电池的开路电压为0.604V,短路电流为1.06mA,输出功率密度最大点处电压为0.367V,太阳能电池的输出功率密度最大点处电流为0.867mA。太阳能电池的填充因子为0.497,光电转换效率为0.318%。 【关键词】：太阳能电池 钙钛矿 钛酸镍 二氧化钛
【学位授予单位】：黑龙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 中文摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-17
• 1.1 国内外研究背景及进展8-10
• 1.2 太阳能电池的结构10-14
• 1.2.1 p-n型太阳能电池10-11
• 1.2.2 p-i-n型太阳能电池11-13
• 1.2.3 钙钛矿的基本结构及特性13-14
• 1.3 钙钛矿型太阳能电池的改造14-16
• 1.3.1 空穴传输层14-15
• 1.3.2 n型致密层15
• 1.3.3 钙钛矿层15-16
• 1.4 本工作的主要研究内容16-17
• 第2章 TiO_2层的制备及表征17-27
• 2.1 化学试剂与实验仪器17-18
• 2.1.1 化学试剂及材料17
• 2.1.2 主要实验设备17-18
• 2.2 材料表征方法及原理18-20
• 2.2.1 X-射线粉末衍射（XRD）18-19
• 2.2.2 拉曼光谱(Raman)19
• 2.2.3 扫描电子显微镜（SEM）19-20
• 2.3 实验内容20-21
• 2.3.1 FTO导电玻璃的清洗20
• 2.3.2 TiO_2层的制备20
• 2.3.3 TiO_2层导电类型判定20-21
• 2.4 TiO_2层表征21-26
• 2.4.1 TiO_2粉体的制备21-22
• 2.4.2 XRD分析22-23
• 2.4.3 Raman分析23-24
• 2.4.4 SEM分析24-25
• 2.4.5 粒径分布25-26
• 2.5 本章小结26-27
• 第3章 介孔Ti O_2层的制备及表征27-41
• 3.1 化学试剂与实验仪器27-28
• 3.1.1 化学试剂及材料27
• 3.1.2 主要实验设备27-28
• 3.2 材料表征方法及原理28-30
• 3.2.1 N2物理吸附-脱附（BET）28
• 3.2.2 傅立叶红外光谱（FT-IR）28-29
• 3.2.3 X-射线光电子能谱（XPS）29-30
• 3.3 实验内容30-32
• 3.3.1 介孔TiO_2粉体的制备30-32
• 3.3.2 介孔TiO_2层的制备32
• 3.4 TiO_2层表征32-39
• 3.4.1 X-射线粉末衍射（XRD）分析32-33
• 3.4.2 拉曼光谱（Raman）分析33-34
• 3.4.3 X-射线光电子能谱（XPS）分析34-37
• 3.4.4 傅立叶红外光谱（FT-IR）分析37-38
• 3.4.5 N2物理吸附-脱附（BET）分析38
• 3.4.6 扫描电子显微镜（SEM）分析38-39
• 3.5 本章小结39-41
• 第4章 钛酸镍层的制备及表征41-51
• 4.1 化学试剂与实验仪器41-42
• 4.1.1 化学试剂及材料41
• 4.1.2 主要实验设备41-42
• 4.2 材料表征方法及原理42-43
• 4.2.1 紫外-可见漫反射光谱42-43
• 4.3 实验内容43-45
• 4.3.1 钛酸镍粉体的制备43-44
• 4.3.2 钛酸镍层的制备44-45
• 4.4 钛酸镍的表征45-50
• 4.4.1 XRD分析45-46
• 4.4.2 Raman分析46
• 4.4.3 傅立叶红外光谱（FT-IR）分析46-47
• 4.4.4 紫外可见漫反射分析47-49
• 4.4.5 SEM分析49-50
• 4.5 本章小结50-51
• 第5章 电池组装及特性测试51-53
• 5.1 电池的组装51
• 5.2 电池的特性测试51-52
• 5.3 本章小结52-53
• 结论53-55
• 参考文献55-66
• 致谢66

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