无空穴传输层钙钛矿太阳电池研究

来源 :华北电力大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:liyibo6941
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
钙钛矿太阳电池因制备工艺简单,效率提升迅速而引起国内外研究者的广泛关注。常用的有机空穴传输材料(如Spiro-OMeTAD)成本高昂,对器件稳定性有害,限制了钙钛矿太阳电池的商业化应用。无空穴传输层钙钛矿太阳电池具有器件结构简单、制备成本低廉和稳定性较好等优点,但较低的光电转换效率阻碍了它的进一步发展。本文提出表面p型掺杂策略来提高无空穴传输层钙钛矿太阳电池效率,构建了电池物理模型并对其进行了仿真模拟;同时,使用苯乙基碘化铵(PEAI)和2,3,5,6-四氟-7,7,8,8-四氰基喹啉二甲烷(F4TCNQ)对钙钛矿吸光层表面改性,制备出效率相对较高的无空穴传输层钙钛矿太阳电池,主要研究内容如下:(1)基于金属半导体接触理论,提出表面p型掺杂策略,使用wxAMPS软件验证并优化了这一策略在无空穴传输层钙钛矿太阳电池中的增效作用。首先,功函数会影响钙钛矿与电极间的接触类型,选用功函数大的电极材料并p型掺杂钙钛矿可以促进空穴的选择性抽取。其次,增加钙钛矿层厚度有助于无空穴传输层器件获得较高的短路电流,提升p型掺杂浓度可以提高开路电压和填充因子,从而提高器件效率。最后,表面p型掺杂可以减少掺杂带来的短路电流损耗,在保持高短路电流的同时,利用掺杂实现更高的器件效率。在对钙钛矿层厚度、表面掺杂深度和缺陷密度等进行优化后,无空穴传输层钙钛矿太阳电池实现了超过20%的光电转换效率,验证了表面p型掺杂策略的有效性。(2)利用PEAI和F4TCNQ对钙钛矿薄膜表面改性,提升了无空穴传输层钙钛矿太阳电池的光电转换效率。一方面,PEAI分布在钙钛矿晶粒表面,降低了钙钛矿薄膜的表面粗糙度,并且钝化了钙钛矿薄膜表面I空位缺陷,提高了开路电压;另一方面,F4TCNQ诱导钙钛矿薄膜表面p型掺杂,提高了填充因子和器件效率。因此,使用PEAI-F4TCNQ改性的无空穴传输层钙钛矿太阳电池具有更低的暗电流密度和电荷转移阻抗,展现出提升的开路电压和填充因子,实现了14.86%的光电转换效率。同时,与带有Spiro-OMeTAD空穴传输层的全电池相比,PEAI-F4TCNQ改性的无空穴传输层钙钛矿太阳电池具备成本优势,展现出较大的应用潜力。
其他文献
目的:加深对慢性粒单核细胞白血病(CMML)合并少见临床表现的认识,提高诊疗能力。方法:回顾性分析3例CMML患者的临床资料,包括1例CMML合并结缔组织病(CTD),CTD相关性肺病;1例CMML首发表现为中枢尿崩症;1例CMML发生急性脾梗死。结果:病例1给予激素、免疫抑制剂、口服羟基脲治疗,血象控制比较稳定,后因CTD肺部病变,呼吸衰竭而死亡。病例2给予化疗和异基因造血干细胞移植治疗后获得缓
期刊
农民收入问题是一个错综复杂的民生问题。随着国家一系列惠农政策的出台和实施,以及2020年底脱贫攻坚战的全面胜利,我国农民收入水平有了明显的提升。现阶段,我国已进入第二个“百年目标”,即全面现代化实现的征程,农村的发展和农业现代化的实现成为关键,而农民收入提升将成为农村发展和农业现代化实现的基础。论文以青海东部农业区为研究区域,在借鉴国内外现有研究成果和对基本概念界定的基础上,首先对青海东部农业区农
学位
近年来我国突发公共卫生事件频发,呈现出破坏性极大、影响范围广、成因较复杂、爆发速度快、易于造成跨域性危机的特点。与一般的突发事件不同,突发公共卫生事件一旦发生,会造成各种不确定因素在短时间内大量积聚,严重影响正常的生活服务,阻碍经济的稳定运行,甚至对人民的生命安全造成威胁。面对日益复杂且趋于常态化的危机场景,需要地方政府采取多种方式加以治理,其中最为明确和权威的方式就是发布政策。因此,本文以新冠疫
学位
改革开放以来,外商投资在我国经济发展过程中一直扮演着非常重要的角色。从20世纪80年代初第一批外国公司进入中国市场开始,外资力量持续深刻地影响着中国经济与政策走向。我国政府对待外商投资者的态度深刻地反映在外资政策上,而政府与外资的互动关系也在这里交汇。改革开放以来我国外资政策经历了怎样的变革演进过程?其发展历程可以划分为哪几个阶段?实现阶段性变迁的触发因素是什么?新形势下,我国外资政策将走向何处?
学位
小学道德与法治的地位随着新课程改革的逐步落实而愈发凸显。小学道德与法治教学的作用不只是对学生进行思想启发性教育,更是弥补单纯的知识教育存在的不足,使学生接受更加全面的素质教育。
期刊
草鱼(Ctenopharyngodon idella)是世界上养殖产量最高的水产养殖对象。随着草鱼养殖业的开展,病害时有发生,嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)感染引起的草鱼疾病导致严重的经济损失。本研究筛选并测定mi R-23a靶基因,研究其在嗜水气单胞菌感染后的作用机制,探讨高温和缺氧作为复合应激源对草鱼的影响。取得了以下结果:草鱼感染嗜水气单胞菌后,抗病和易感组草鱼脾脏
学位
开发高能量密度负极材料是提升锂电池性能的研究方向之一。过渡金属氧化物负极与锂金属负极是具有高理论比容量的负极材料,但是过渡金属氧化物存在导电性差、体积变化等问题,锂金属负极也存在锂离子不均匀沉积的问题。本文针对碳骨架过渡金属及其氧化物负极材料进行结构设计,并研究相应的储锂机制及电池性能。主要结论如下:(1)基于过渡金属氧化物的电化学特性,结合碳骨架的导电性,构建了由ZnO、Co3O4与NCNTs组
学位
输电线路是我国覆盖范围最广的设备之一,极易受自然环境、人类活动影响短路跳闸。输电线路故障起因辨识是现场工作的重要环节。由于输电走廊覆盖广、继保装置的动作快使得故障痕迹不明显,通过智能方法判断故障起因(雷击、风偏等)是减轻巡线工作负担、迅速采取针对性故障清除措施恢复供电的必经途径。本文构建仅用故障录波数据即可辨识6种故障原因的辨识模式。输电线路故障是多因素耦合的结果,已有研究缺乏利用同一数据源进行多
学位
海上风电技术,特别是通过柔性直流送出的大规模远海风电技术,是实现“碳达峰、碳中和”目标的重要途径之一。然而,由于海上平台空间狭小,磁场呈开放式的传统柱型空心电抗器会对周围一二次设备产生多种电磁兼容问题。而环型空心电抗器可将大部分磁场约束在线圈内部,可以显著减小实际占用空间,对实现海上换流平台紧凑化具有重要意义。对大容量环型空心电抗器而言,其雷电、操作过电压绝缘设计是其概念设计走向工程实践的必要步骤
学位
传统电网换相换流器高压直流输电(Line Commutated Converter based High Voltage Direct Current,LCC-HVDC)具有输送容量大,调节能力强,经济优势明显等特点,但是其核心元件晶闸管没有自关断的能力,使得逆变侧交流母线在发生故障时可能导致换相失败的发生。而基于电压源型换流器的柔性直流输电(Voltage Source Converter Ba
学位