复合钙钛矿太阳能电池的制备及性能研究开题报告

 2021-08-14 02:08

1. 研究目的与意义(文献综述)

钙钛矿太阳能电池(perovskitesolarcells),是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池,即是将染料敏化太阳能电池中的染料作了相应的替换。钙钛矿太阳能电池其核心是具有钙钛矿晶型(abx3)的有机金属卤化物吸光材料。在这种钙钛矿abx3结构中,a为甲胺基(ch3nh3),b为金属铅原子,x为氯、溴、碘等卤素原子。

基于有机-无机杂化钙钛矿材料(ch3nh3pbx3)制备的太阳电池因其较高的光吸收系数,较低的成本及易于制备等优势获得了广泛关注。钙钛矿太阳能电池是最近几年才出现的光伏技术,其效率记录提升的速度十分迅猛。目前韩国krict报道的钙钛矿太阳能电池效率达到20.1%,远远超过其他类型的新概念太阳能电池,几乎与发展数十年的cigs等薄膜太阳能电池相当,而且将来仍会有很大的提升空间。

钙钛矿太阳电池发展现状良好,但仍存在许多因素可能制约钙钛矿太阳电池的发展:1)电池的寿命问题,钙钛矿太阳电池在大气中效率衰减严重,寿命最长的钙钛矿太阳电池约为1000h;2)吸收层中含有可溶性重金属铅,对人体和环境有极大危害;3)电池产生的电流很低;4)钙钛矿的储量并不十分充足;5)钙钛矿太阳电池的理论研究还有待增强。

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2. 研究的基本内容与方案

基本内容:

(1)利用两步法顺序沉积法制得钙钛矿太阳能电池活性层材料。

(2)制备钙钛矿太阳能电池。

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3. 研究计划与安排

第1-2周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。

第3-8周:按照设计的实验方案,制备钙钛矿太阳能电池,并对钙钛矿太阳能电池进行优化。

第9-12周:采用i-v测试系统,金相显微镜,原子力显微镜,pl荧光光谱仪,eqe光谱仪对钙钛矿太阳能电池器件的光伏转化效率和结构进行表征。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]韩璐. 新型钙钛矿太阳电池研究进展[j]. 科技展望, 2015(12).

[2]孟庆波, 李冬梅, 罗艳红. 界面调控与高效率钙钛矿太阳能电池[c]// 中国化学会第29届学术年会摘要集——第25分会:有机光伏. 2014.

[3]孟庆波. 新型钙钛矿型薄膜太阳能电池:从材料到器件[c]// 第31届全国化学与物理电源学术年会论文集. 2015.

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