低温制备高质量全无机钙钛矿太阳能电池的研究

来源 :宁波大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:close_2003
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
钙钛矿太阳能电池由于具有合适的光吸收带隙、良好的双极性载流子运输性质、制备工艺简单、可制备柔性器件等优点成为了研究热点。近几年有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池效率提升十分迅速,可以与传统晶硅太阳能电池器件相媲美,但是由于其组分里包含具有挥发性的有机阳离子,导致器件热稳定性较差,阻碍了进一步发展。而采用无机阳离子取代有机阳离子组成无机钙钛矿CsPbX3可以很好地解决这个问题。因此拥有较好热稳定性的无机钙钛矿材料被认为是最具潜力的钙钛矿之一。然而无机钙钛矿存在相不稳定问题,在室温下容易从黑色钙钛矿相转变为黄色非钙钛矿相,而且黑色钙钛矿相需要在高温下才能形成,这增加了器件制造成本且限制了其在柔性基板上的应用。另外,由于制备的无机钙钛矿薄膜含有大量缺陷,尤其是晶界处未配位的离子,使得存在严重的非辐射复合,导致器件效率较低。因此,本文主要针对在低温下形成稳定的纯α-CsPbI2Br相以及通过掺杂路易斯碱添加剂来提高钙钛矿薄膜质量这两方面进行研究。主要研究内容如下:1.通过在CsPbI2Br前驱体溶液中掺杂合适浓度的CsAc,成功将α-CsPbI2Br相形成温度从350℃降低到了150℃。通过XRD、SEM等表征可知,掺入的CsAc一部分进入钙钛矿晶格中,晶格发生膨胀,使原本Cs+位置的体积增大,从而能够支撑起Pb X6正八面体,起到稳定α相的作用。此外掺有CsAc钙钛矿薄膜生长的小尺寸晶粒有利于稳定α相。并且Ac-也存在于晶界中,起到钝化晶界、降低钙钛矿薄膜内缺陷态密度的作用,进而获得晶界少、覆盖率高、无针孔的高质量薄膜。薄膜形貌的优化有利于载流子传输能力的提高、器件开路电压和短路电流的提升,最终获得效率为10.53%的CsPbI2Br器件。本项研究为低温制备高性能、相稳定的CsPbI2Br钙钛矿太阳能电池提供了一种可行的方法。2.在有机-无机杂化钙钛矿薄膜制备过程中路易斯酸碱添加剂有助于形成高结晶度的薄膜以及钝化缺陷。因此,探索路易斯酸碱添加剂能否在制备无机钙钛矿薄膜上有相同的作用是必要的。本项工作研究了作为路易斯碱添加剂的硫代乙酰胺(含硫)和乙酰胺(含氧)在CsPbI2Br钙钛矿薄膜生长过程中的影响以及它们之间作用效果比较。结果表明路易斯碱添加剂是通过孤对电子与钙钛矿中未配位的Pb2+进行配位,钝化缺陷和晶界,从而提高了钙钛矿薄膜的质量。其中与氧元素相比,由于硫元素具有较高的电子密度使其与钙钛矿溶液中Pb2+的配位能力更强,最终将掺入硫代乙酰胺器件效率提升至15.87%且具有良好的环境稳定性。本项研究为选择和设计钙钛矿太阳能电池有效添加剂提供了一些建议。
其他文献
中国隐喻研究正处于一个广泛汲取和多样探究的新时期,随着隐喻理论的发展深化,研究对象的扩大细化,人体隐喻受到广泛关注,但目前对人体隐喻研究尤其是含人体部位成语的隐喻研究还存在不够深入、全面的问题。因此,本文以汉语含人体部位成语为研究对象,以概念隐喻理论为理论基础,通过较为全面的隐喻认知分析,考察汉语含人体部位成语的总体认知规律和思维方式,以期为隐喻认知和语言研究予以借鉴和参照。本篇论文共分为七个部分
学位
钙钛矿层状结构(PLS)压电陶瓷是一类极具研究价值的压电材料,不仅具有优异的高温行为,还可通过镧系掺杂的办法获得特殊的发光性能,因此在高温压电、光学显示等领域表现出引人注目的应用前景。本文以具有超高居里温度(TC>1500oC)的Ca2Nb2O7压电陶瓷为主要研究对象,深入研究了其微观结构和宏观电学性能之间的内在联系,并探究了不同镧系离子掺杂对其发光性能的影响。此外,本文还结合了所制备陶瓷的不同发
学位
极紫外多层膜反射镜已广泛应用于极紫外光刻、空间天文观测、同步辐射等领域。理论上,Nb/Si多层膜在此波段具有较高的反射率。为满足这些领域对极紫外波段光学元件的需求,本文从极紫外多层膜反射镜的基础理论和工作环境出发,在对Nb/Si多层膜反射镜进行结构设计的基础上,进一步对其制备工艺和相关性能进行了研究。本文利用直流磁控溅射技术制备Nb/Si、Nb/Si/B4C、Nb/B4C/Si和Nb/B4C/Si
学位
犁头咀村位于浙江省台州市玉环市的东南部,其村民的祖先是从福建省莆田市秀屿镇石尾村人经海上作业移民而来。在玉环众多方言的包围下,犁头咀村成为一个位于吴语包围之中的莆仙话方言岛。经过近百年的语言接触,犁头咀方言与源方言渐行渐远,并且逐渐染上了吴语的色彩。本文共五章。第一章总述犁头咀概况、研究意义和方法、相关研究现状以及语料来源;第二章主要介绍犁头咀方言的语音特点,包括声韵调系统、声母类化和连读变调规律
学位
近年来,由于石墨烯量子点(GQDs)具有与结构有关的独特特性,例如光学、电学和光电特性,人们对其进行了广泛的研究。由于其固有的惰性碳性质,量子点在化学和物理上都是稳定的,因此被认为是一种新型量子点。此外,GQDs由于其无毒且具有生物惰性,因此对环境友好,引起了学术界和工业界的广泛关注。对石墨烯量子点进行掺杂,则可以进一步优化其各方面的性能。例如,掺杂氮原子可增加其石墨烯量子点的表面极性,并且可以提
学位
表面增强拉曼散射(SERS)是一种高效、无损的光谱检测技术,具有样品处理简单、能提供单分子超高检测灵敏度和特异性分子指纹图谱信息等优势。近几十年来,由于食品安全、环境保护、医学诊断、化学和生物传感等领域对快捷、高灵敏检测需求的不断攀升,SERS技术得到越来越多的关注。传统的SERS基底通常采用贵金属材料,例如金、银、铜等来制备。尽管采用上述贵金属材料制备的SERS基底具有较高的增强因子(EF),一
学位
弱聚电解质刷的蒙特卡罗模拟一直是一个十分困难的问题。它的困难之处主要在于三点。首先,由于高分子单体间强烈相互作用,使得单体周围势函数存在势垒,进而使得蒙特卡罗中的很多尝试移动失效,最终导致平衡时间急剧增加。其次,弱聚电解质刷的单体间存在库仑作用,其长程特性导致计算十分费时。最后,弱聚电解质刷的模拟涉及电离平衡,需要插入、删除粒子操作,这些过程属于非局域的移动,会导致常用的加速短程势能计算的Verl
学位
自1911年超导现象发现以来,探索超导机理和寻找高温超导体就成为研究超导物理的两个主要方向。在科学家们研究的各种体系的超导体中,笼形化合物因其具有较大的电声耦合常数和较大的超导转变温度而受到广泛的研究。最近,B-C笼形化合物SrB3C3被成功的合成了出来。该化合物中B原子和C原子形成sp~3杂化成键的截角八面体笼子。有趣的是,sp~3杂化的σ键能带是部分填满的。这可能会使SrB3C3像掺B金刚石一
学位
2001年科学家们发现Mg B2具有39 K的超导转变温度,它是具有双超导能隙的超导材料。Mg B2包含类石墨烯的B单层和Mg原子三角子格,其中Mg原子占据相邻B原子层的间隙位置。后续这类层状材料中潜在的超导电性引起了大家的广泛关注,例如研究人员预言空穴掺杂的Li BC,即LixBC。其中,Li0.5BC的超导转变温度高达115 K。但是具有完整六角B-C层的LixBC结构并未在实验中合成,因此也
学位
伴随科技文明的不断进步和成熟,信息量和种类也呈现出爆炸式的增长。光作为一种重要的存储工具,在光学存储领域的应用包罗万象。多模式光信息存储是指可以在一种材料中通过多种光学模式刺激来实现信息的写入和读取,这样不仅极大的提高了信息的存储量,还增强数据的保密性和安全性。目前,很多研究者发现镧系稀土具有独特的能级结构,将其掺杂在发光材料中可提高材料的光学特性。有关报道发现镧系离子掺杂在光致变色和光刺激发光材
学位