葡萄糖改善钙钛矿太阳能电池性能研究

来源 :山东师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:re_man
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
葡萄糖是一种无毒,制备简单,生物相容性较好的多羟基醛类化合物,在生物医药方面得到广泛应用。前期研究发现,羰基及羟基与钙钛矿组分之间具有强烈的相互作用,有利于制备高效稳定的钙钛矿太阳能电池。然而同时具有多官能团的分子对钙钛矿太阳能电池的影响鲜有探究。葡萄糖分子结构稳定,不易分解,制备简单,在自然界中大量存在,且葡萄糖在生物及探测器领域得到广泛的研究,所以延伸葡萄糖在太阳能光伏领域的研究,制备高效稳定的钙钛矿太阳能电池具有积极意义。本文中,依次使用葡萄糖对反式钙钛矿的活性层进行改性,提高反式平面MAPbI3钙钛矿太阳能电池的性能及光,热和湿度稳定性。然后根据葡萄糖对活性层的修饰具有积极影响,我们继续使用葡萄糖中间层修饰P3CT-K空穴传输层,优化钙钛矿与空穴传输层之间的界面性质,提高反式平面钙钛矿太阳能电池的性能及薄膜稳定性。相关研究内容及结果如下:(1)在60℃加热的条件下,将葡萄糖与MAI和PbI2一起溶于DMSO:DMF=1:4的混合溶液中,制备混合钙钛矿前驱体溶液。通过表面扫描电镜(SEM)测试探究葡萄糖对钙钛矿薄膜晶粒的影响,结果表明,通过葡萄糖对活性层的修饰有利于增加晶体颗粒尺寸得到高质量的钙钛矿薄膜。通过X射线光电子能谱(XPS),红外光谱(FT-IR),X射线衍射(XRD)等测试探究葡萄糖与钙钛矿组分之间的相互作用及对钙钛矿薄膜结晶性的影响。结果表明,葡萄糖与钙钛矿组分之间具有强烈的相互作用,提高了钙钛矿薄膜的结晶性,对制备高质量的钙钛矿薄膜具有潜在的价值。然后利用J-V曲线,EQE,稳态输出等探究葡萄糖对反式平面钙钛矿太阳能电池的性能的影响,结果表明,由于葡萄糖对活性层的修饰,反式平面钙钛矿太阳能电池的性能得到明显提升。通过利用暗电流,稳态荧光(PL),瞬态荧光(TRPL),空间电荷限制电流(SCLC),电化学阻抗(EIS)等测试探究葡萄糖修饰对器件缺陷的影响。研究结果表明,葡萄糖的修饰有效钝化了钙钛矿活性层的缺陷态,有利于电流密度(Jsc)及填充因子(FF)的提高。最后通过测试器件极限条件下的光、热、湿度稳定性,结果表明,由于葡萄糖的修饰提高了钙钛矿薄膜的质量,提高了器件的光、热及湿度稳定性。总体来讲,通过葡萄糖对反式平面钙钛矿活性层的修饰提高了器件的性能及稳定性,拓展葡萄糖在光伏领域的研究应用,并且为制备高性能的反式钙钛矿太阳能电池提供了新的研究策略。(2)基于上述研究,葡萄糖对反式钙钛矿太阳能的活性层就有积极作用,所以,我们在P3CT-K空穴传输层与MAPbI3活性层之间采用葡萄糖的DMSO溶液制备葡萄糖中间层,探究其对反式平面钙钛矿太阳能电池性能的影响。首先我们通过对ITO/P3CT-K基底进行透过率、空穴传输速率、原子力显微镜(AFM)、接触角(CA)测试探究葡萄糖中间层对空穴界面的影响。测试结果表明,通过葡萄糖中间层对P3CT-K的修饰,基底的透过率几乎没有改变,空穴传输速率略有提高,界面粗糙度降低,同时增加了前驱体溶液对空穴传输层的浸润性,为制备大晶粒,少晶界的高质量钙钛矿薄膜提供了条件。利用XPS、XRD测试证明葡萄糖中间层的C=O与Pb2+之间具有相互作用,提高了钙钛矿薄膜的结晶性。采用紫外吸收光谱(UV-vis)证明钙钛矿薄膜的吸收强度有所增加,为提高器件的Jsc及FF提供了有力条件。采用SEM测试证明,使用葡萄糖中间层制备出了大尺寸的高质量钙钛矿薄膜。通过器件的J-V曲线,EQE,正反扫等器件性能分析,证明利用葡萄糖中间层对器件进行修饰,制备出超过20%光电转换效率且迟滞效应可忽略的反式平面钙钛矿太阳能电池。通过暗电流、PL、TRPL、EIS等测试证明由于葡萄糖中间层的修饰减少了钙钛矿太阳能电池的缺陷态密度,为解释器件性能的提升提供了可靠的依据。最后我们将钙钛矿薄膜置于85℃的平台上持续加热,通过测试薄膜的XRD证明葡萄糖中间层有助于提升薄膜的热稳定性。此方法为制备高性能的反式钙钛矿器件提供了有效策略。通过利用多官能团葡萄糖分子对反式钙钛矿太阳能电池的活性层及空穴传输层的修饰,为提高反式平面钙钛矿太阳能电池的性能及稳定性提供了有效策略。
其他文献
随着各种数字媒体记录设备的迅速普及,数字媒体已经逐渐成为一种主流的信息载体,极大地丰富人们的日常生活、学习和工作。但经过篡改的多媒体数据也给人们带来了困扰。图像被动取证技术利用数字图像本身的固有特征对经过编辑处理的数字图像的真实性、完整性进行检测,是信息安全领域的重要研究内容之一。然而传统的数字图像被动取证技术多针对单个篡改操作进行取证,而且取证性能强烈依赖于人工设计的取证特征的好坏,对取证者的专
近年来敏感性分析方法在识别水文模型重要的不确定性因素以及改进模型校准和预测方面引起了极大关注。然而,基于过程的大尺度水文模型的高计算成本使得将定量和全面的全局敏感性分析方法应用于此类复杂模型成为了一种挑战。为了弥补以前的研究的不足,该研究通过将拉丁超立方体抽样方法代替传统的蒙特卡洛随机抽样方法以及定义一组新的分组的参数敏感系数,改进了层级敏感性分析方法。该研究将改进的层级敏感性分析方法运用于三维大
植物光合作用产生的同化物由韧皮部负责运输和分配,这个过程对植物的产量和品质有十分重要的作用。光合作用产生的同化物的运输主要包括三个过程:同化物在源器官中的装载、在
电离层是地球高层大气部分电离的区域,其中存在着大量的带电粒子。无线电波通过各向异性的电离层传播时,会发生折射、散射、吸收等现象,依赖无线电工作的通信设备、导航系统就会受到影响。随着科技的发展,人类迫切的需要知道电离层更深入的变化过程。本文基于数字测高仪的观测资料,对我国三亚地区电离层F2层临界频率(foF2)的周日变化、季节变化特征以及与太阳活动和地磁活动的关系做出了相应的分析。利用观测数据,结合
车轮作为列车行走部的重要部件,是车体与钢轨之间接触的唯一部件。在列车运行中蠕滑不可避免,车轮的蠕滑性是造成轮轨滚动接触不连续或不均匀磨耗的主要成因之一。当车轮磨损严重时,会导致车轮踏面凹凸不光滑,继而影响列车运行的平稳性和舒适性,而重载列车对车轮具有更严重的损伤,甚至会导致车轮断裂造成重大的安全事故。因此,将滑差率作为重载列车车轮研究中的重要变量具有很高的研究价值。论文通过试验与仿真来研究重载列车
胰岛素样生长因子1(IGF-1)是促进动物生长发育的一种重要的内分泌因子,主要由肝脏合成并分泌,并受垂体分泌的生长激素(GH)的调控。新的研究表明,血液中的营养物质(如蛋白质及
国家法制建设的部署完善推动了监狱工作的现代化发展,对监狱警察工作提出了进一步要求。基层监狱警察身处刑罚执行一线,履行看押服刑人员、通过刑罚执行的手段教育改造服刑人员的职能,是我国行政力量的重要组成部分。监狱警察是一个需要使命感、讲“忠诚”的职业,职业忠诚度是监狱警察能否履职尽责的重要基础,提升职业忠诚度,发挥监狱警察主观能动性,增强自我培养能力,有效预防人才流失风险,维护队伍稳定,提高工作效能。近
石油资源的开发利用是一把―双刃剑‖,石油在世界经济发展中起着重要的支撑作用,同时石油污染土壤问题越来越得到重视,微生物修复石油污染土壤,高效、经济、无二次污染,让土
当今人类面临着两个重大问题:能源危机与环境污染。光催化技术作为一门新兴的催化技术,能将低密度的太阳能转化为高密度的化学能,选取合适的催化剂可实现光解水制氢、催化还
目的:观察宣痹汤加减治疗湿热痹阻型强直性脊柱炎(ankylosingspondylitis,AS)的临床疗效和安全性,探求中西医结合治疗AS的有效方案。方法:研究对象为2017年07月至2019年07月于福建中医药大学附属人民医院骨伤科门诊及住院,西医诊断为强直性脊柱炎且处于活动期,中医证候诊断为湿热痹阻证型的患者60例。将患者随机分为两组各30例,其中对照组给予塞来昔布+柳氮磺吡啶,试验组给予宣