基于丝棒刮涂制程的钙钛矿型太阳电池器件的制备与性能优化开题报告

 2021-08-14 02:08

1. 研究目的与意义(文献综述)

近年来,环境污染已经严重威胁到了社会与经济的发展和每个人的生存。在全球性化石能源日益耗尽、环境污染不断加重的今天,太阳能与其他新型能源(风能、地热能、生物能源等)一起成为石油、煤、天然气等不可再生能源的理想补充和替代能源。随着光伏产业的迅猛发展,太阳能电池转换效率不断提高,成本不断降低,使得光伏发电的前景更为光明和宽阔。

作为第一代太阳能技术,硅基太阳能电池是发展最为完善、应用最为广泛的成熟技术之一。但由于其必须使用昂贵的高纯硅,因而而临着造价高、耗能高等难题,严重制约了硅基太阳能电池更为广泛的产业应用。第二代薄膜太阳能电池(gaas,cdte,cuingase等)技术由于比硅基电池更能容忍较高的缺陷密度而得到了迅猛的发展,但其大规模应用也受制于制造成本高、环境污染严重、稀缺元素不可持续发展等问题。近年来,以染料敏化太阳能电池、量子点太阳能电池、有机太阳能电池为代表的第三代太阳能电池,以成本低廉、原料丰富等优势受到业界关注,发展迅速,其光电转换效率最高已经超过13%,可以和非晶硅基电池相媲美,但仍存在稳定性差、机理复杂、难以大规模生产等诸多问题。因此,如何进一步提高太阳能电池转换效率,简化制备工艺、降低生产成本,是第三代太阳能电池的主要研究方向。

2009年以来,一种基于有机/无机杂化钙钛矿材料的全新太阳能电池引起人们的极大关注,相关工作被期刊science评为2013年度国际十大科技进展之一。与现有太阳能电池技术相比,钙钛矿太阳能电池具有以下优点:(1)这种新型的有机无机复合钙钛矿材料能同时高效完成太阳光的吸收、光生载流子的激发、传输和分离等多个过程;(2)消光系数高且带隙宽度合适;(3)优良的双极性载流子输运性质;(4)结构简单;(5)开路电压高;(6)低成本温和条件下制备;(7)可制备高效柔性器件。

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2. 研究的基本内容与方案

1)本实验主要内容:

1、文献调研,了解太阳能电池的国内外研究现状和未来发展趋势

2、熟悉钙钛矿太阳能电池的结构和各层的制备制备工艺。

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3. 研究计划与安排

1、第1-2周:阅相关文献资料,明确研究内容,了解研究所需的实验材料及制

备方法、检测方法。确定实验方案及技术路线,完成开题报告。

2、第3-8周:初步进行实验,掌握实验过程和方法及测试处理技术。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]zhaoy,zhuk.organic–inorganichybridleadhalideperovskitesforoptoelectronicandelectronicapplications[j].chemicalsocietyreviews,2016.

[2]dengy,penge,shaoy,etal.scalablefabricationofefficientorganoleadtrihalideperovskitesolarcellswithdoctor-bladedactivelayers[j].energyenvironmentalscience,2015,8(5):1544-1550.

[3]dengy,wangq,yuany,etal.vividlycolorfulhybridperovskitesolarcellsbydoctor-bladecoatingwithperovskitephotonicnanostructures[j].materialshorizons,2015,2(6):578-583.

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