工程综合训练报告

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1、材料科学与工程学院工程综合训练报告学生姓名：王勇辉学号：1116120133专业：材料科学与工程训练题目：气相辅助液相法制备CH3NH3PbX3薄膜指导教师:张树芳2014年10月30日13训练报告填写要求1．报告（含“文献综述”）作为对学生成绩评定依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在工程综合训练工作前期内完成。2．综合训练报告内容必须用黑墨水笔工整书写或统一设计的电子文档标准格式打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于8篇（不包括辞典、手册

2、）；4．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2004年6月15日”或“2004-06-15”。13工程训练任务要求(教师填写)课题的目的意义：太阳能电池技术通过光电转换直接将太阳能转化为电能，是一种具有广阔应用前景的新能源开发技术。目前，钙钛矿太阳能电池由于制作成本低，转换效率高而成为太阳能电池研究领域中的热点。本课选择钙钛矿太阳能电池制备过程中最为关键的钙钛矿材料CH3NH3PbX3进行研究，选择具有一定难度的气相辅助液相合成法合成CH3NH3PbX3薄膜，具有非常强的科学性和探索

3、性。通过本课题的研究，一方面可以加深学生对于工程实验的科学认识、得到一定的科研技术技能训练，另一方面也可以锻炼学生的科研探索能力。课题的内容：研究钙钛矿太阳能电池中最为关键的钙钛矿材料CH3NH3PbX3的气相辅助液相合成法，系统掌握不同条件和参数对生成物纳米薄膜形貌的影响。课题要求和成果形式：要求能够大致了解钙钛矿太阳能电池的结构、发展历史和目前的研究前沿，能够掌握气相辅助液相法制备CH3NH3PbX3中的主要影响因素，通过分析对比，找出最优化的合成条件，并写出完整的科研报告。课题进度和计划：2014.09.01--2014.09.10进行文献调研，并撰写“文献综述”部分；2014.09

4、.11--2014.09.25进行实验，分析主要参数对于产物制备的影响；2014.09.26--2014.09.30总结实验结果，撰写训练报告。指导教师签名：13工程综合训练报告1．结合工程综合训练课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述一、摘要在太阳能电池的世界里面如今出现了一个新竞争者—以有机-无机杂化材料构成的钙钛矿晶体为吸光材料的太阳能电池。2009年，这种电池悄然到来，当时其有效转换率为3.8%——这是一个乏味的结果，因为当时的顶级硅光电池在实验室中的转换率能达到25%。但是，到2011年年底，新电池的光电转换效率翻了一番达到6.5%，2012年攀升到10

5、%，2013年，光电转换效率达到15%。其廉价易生产无污染等优点，使其具有巨大的前景。如何提高其转换效率是当今科研的主要方向，在这里，我们将探索采用哪种方法能够得到高效率电池板。本实验采用气相反应法：在玻璃片上旋涂TiO2，高温处理，在旋涂PbI2溶液，加热保温后在适当温度下与甲基碘化铵（CH3NH3I）蒸气反应，探究温度、时间、浓度等因素对反应效果的影响，即反应后玻璃片涂层变黑程度，涂层越黑效果越好。同时，也要考虑涂层是否均匀，涂层变黑后能否长时间保存等问题。我们最总选取效果最好的方案用于制作电池板。关键词：TiO2PbI2溶液CH3NH3ICH3NH3PbI3二、引言钙钛矿太阳能电池的

6、发展趋势越来越好。钙钛矿是由现成材料制成的，不像某些种类的太阳能电池，它们廉价而容易产生。专家认为，这种电池还有许多改进空间，明年效率能达到20%。钙钛矿太阳能电池还有潜力与硅电池板相结合，制造出效率达30%甚至更高的串联电池。钙钛矿在1个多世纪前就摆在了太阳能电池制造者面前。1839年，一位俄罗斯矿物学家首次发现了这种矿物质的自然状态。目前，已知有数百种此类矿物质，太阳能电池钙钛矿属于半导体，其他家族成员从导体到绝缘体范围极为广泛，最著名的是高温氧化铜超导体。13本世纪初，TsutomuMiyasaka朝着解决问题的方向迈出了第一步。日本桐荫横滨大学化学家Miyasaka及同事致力于研究

7、染色敏化太阳能电池(DSSC)。与传统的硅太阳能电池不同，染色敏化太阳能电池包含有机吸光染料混合物，这些混合物为二氧化钛(TiO2)等微小颗粒添加涂层，这些颗粒被电解液包围。2009年，AkihiroKojima首次将CH3NH3PbI3和CH3NH3PbBr3制备成量子点（9-10nm）应用到染色敏化太阳能电池中，研究了在可见光范围内，该材料敏化TiO2的太阳能电池性能。最后，获得了3.8%的光电效率。2011年，研究