钙钛矿_p型晶硅异质结的制备及光电特性研究

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1、分类号：密级：的UDC：编号：的钙钛矿/P型晶硅异质结的制备及光电特性研究论文作者：金慧娇学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：微电子学与固体电子学指导教师：田汉民职称：副教授资助基金项目：河北省留学人员择优资助项目，《P型硅钙钛矿异质结载流子输运研究》，（C2015003040）2015-2017。中国博士后科学基金面上资助，《晶硅钙钛矿异质结光生载流子输运及复合研究》，（2015M581282）2015-2017。DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofMicroelectronics

2、andSolid-stateElectronicsTHESTUDYONPHOTOELECRICCHARACTERISTICOFPEROVSKITE/P-TYPESILICONHETEROJUNCTIONbyJinHuijiaoSupervisor:A/Prof.TianHanminMay2017ThisworkisfinanciallysupportedbyHeibeiProvinceOverseasStudentsmeritfundedprojects(C2015003040)2015-2017,ChinaPostdoctoralScienceFoundation(2015M581282

3、)2015-2017.摘要P型晶硅具有好的稳定性，高的空穴迁移率以及成熟的制备工艺，因此这种材料或许能够成为钙钛矿太阳电池中具有潜在价值的空穴传输材料。本文主要研究了钙钛矿/P型晶硅异质结光电器件的制备及其光电特性。首先，通过Silvaco模拟软件，对钙钛矿/P型晶硅异质结光电器件进行理论模拟，讨论了钙钛矿/P型晶硅异质结光电器件性能优化的方法和策略。然后，通过实验制备钙钛矿/P型晶硅异质结光电器件，分析CH3NH3PbI3光吸收层的制备方法和工艺对薄膜的影响，不同厚度的C60薄膜对钙钛矿/P型晶硅异质结光电器件性能的影响，以及并结合实验结果与理论计算，从载流子的传输和复合等角度分析对钙钛

4、矿/P型晶硅异质结光电器件性能的影响机制。最后对WO3纳米结构与CH3NH3PbI3钙钛矿混合的传感器敏感特性进行了初步探索。论文主要内容如下：1、Silvaco模拟软件对钙钛矿/P型晶硅异质结光电器件进行仿真通过Silvaco软件建立了钙钛矿/P型晶硅异质结光电器的仿真模型，模拟器件在Ag电极的情况下，PCE为5.61%，模拟具有不同电极，不同厚度的P型晶硅，不同厚度的钙钛矿光吸收层的器件，得出器件的最优参数。2、CH3NH3PbI3薄膜的制备工艺对薄膜的影响采用一步法制备了CH3NH3PbI3钙钛矿前驱液，研究了不同转速、不同浓度、不同退火温度对钙钛矿薄膜的成膜影响。得出适当的转速，前

5、驱液浓度以及退火温度能够制备出结晶度好，覆盖率高，光吸收度好的钙钛矿薄膜。3、不同厚度的C60薄膜中间层对钙钛矿/P型晶硅异质结光电器件性能的影响实验热蒸镀一层C60薄膜，避免磁控溅射的ZnO薄膜对钙钛矿光吸收层的损伤，我们得出：不同厚度的C60薄膜对钙钛矿/P型晶硅异质结器件有着很大的影响，通过测试器件的I-t以及J-V曲线，得出50nm厚的C60薄膜是器件的理想厚度，此时的光电流为0.366mA，并且此时器件具有更小的工作电压。4、WO3纳米结构与CH3NH3PbI3钙钛矿混合的传感器敏感特性初探实验制备的WO3/CH3NH3PbI3混合的气敏传感器在通入还原性气体NH3时，比WO3气

6、敏传感器具有更好的灵敏度，并且其具有很好地光敏特性，这是很值得关注的重要特性。关键词：异质结器件钙钛矿太阳电池P型晶硅ZnO薄膜C60薄膜Silvaco软件IABSTACTP-typesiliconhasthequalitiesofhighstability,highholemobilityandtechnicalmaturity,sothatitmaybethepotentialhole-transportingmaterialsforperovskitesolarcells.Inthisthesis,thefabricationofperovskite/p-typesiliconhet

7、erojunctionhadbeenintroducedandthephotoelectriccharacteristicsoftheheterojunctionhadbeenstudied.Atfirst,thetheoryofsimulationtotheperovskite/P-typesiliconheterojunctionphotoelectricdevicebySilvacosimulationsoftwa