y型酞菁氧钛纳米粒子在太阳能电池中的应用研究

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1、Y型酞菁氧钛纳米粒子在太阳能电池中的应用研究ApplicationofY-TitaniumPhthalocyanineNanoparticlesinSolarCells学科专业：应用化学研究生：康建喜指导教师：李祥高教授天津大学化工学院二零一七年五月万方数据万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工

2、作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日我是爱天大的！！学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日万方数据万方数据摘要Y型

3、酞菁氧钛（Y-TiOPc）纳米粒子是一种重要的有机光敏材料，具有良好的光电转换性能，在有机光伏器件上具有潜在的应用价值。本文研究了Y-TiOPc纳米粒子分别作为阻挡材料、空穴传输材料和掺杂材料在钙钛矿太阳能电池中的应用，探索了Y-TiOPc纳米粒子作为供体材料在有机体异质结太阳能电池中的作用。有机金属卤化物钙钛矿太阳能电池具有大的吸光系数、高的迁移率、制备简单以及优异的光伏性能等特点，受到了广泛关注。目前钙钛矿太阳能电池的能量转换效率已经超过了22%，其常用的空穴传输材料spiro-OMeTAD存在

4、合成路线复杂、价格昂贵、成本高等缺点。同时，电池阳极中的TiO2颗粒在光照条件下具有光催化特性，可催化钙钛矿的分解，降低钙钛矿的光稳定性。因此，如何简单有效提高钙钛矿太阳能电池的能量转换效率和稳定性是目前的研究热点。本文以Y-TiOPc作为空穴传输材料，制备钙钛矿太阳能电池获得了5.86%的能量转换效率。高光敏性Y-TiOPc作为阻挡材料可以有效湮灭TiO2阳极的光生电子，使得钙钛矿太阳能电池的填充因子从67.2%提高至70.6%，以及光照10h后效率衰减从80%降低到68%，可以有效提高钙钛矿太阳

5、能电池的稳定性。Y-TiOPc纳米粒子和钙钛矿前驱体溶液具有良好的混合性，促进了钙钛矿晶体的生长，制备的钙钛矿太阳能电池的最高能量转换效率从14.0%提高至15.6%。有机体异质结太阳能电池具有激子解离效率高、激子传输中能量损失少和载流子的复合概率低等特点而备受关注。本文初步探索了Y-TiOPc纳米粒子作为供体材料制备的有机体异质结太阳能电池的性能，为制备柔性有机体异质结太阳能电池提供了新的思路。关键词：酞菁氧钛，太阳能电池，空穴传输材料，阻挡材料，体异质结I万方数据II万方数据ABSTRACTY-

6、titaniumphthalocyanine(Y-TiOPc)nanoparticlesareakindofimportantorganicphotosensitivematerialwithfavorablephotoelectricconversionproperties,andhaveapotentialapplicationvalueintheorganicphotovoltaicdevices.Inthispaper,weresearchedY-TiOPcnanoparticlesresp

7、ectivelyusedasabarriermaterial,hole-transportingmaterialanddopingmaterialsforperovskitesolarcellsandexploredtheeffectofY-TiOPcnanoparticlesthatwreusedfororganicbulkheterojunctionsolarcellsasadonormaterial.Organometallichalideperovskitesolarcellsattract

8、edincreasinginterestsbecauseoftheirlargeabsorptioncoefficient,highmobility,simplepreparation,excellentphotovoltaicpropertiesandsoon.Atpresent,thepowerconversionefficiencyofperovskitesolarcellshasexceeded22%.Thecommonlyusedholetransportm