tio_2纳米纤维介孔层在钙钛矿电池中的应用

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1、学校代码10459学号或申请号201412724241密级硕士学位论文TiO2纳米纤维介孔层在钙钛矿电池中的应用作者姓名：孙贝贝导师姓名：张丽伟教授王新昌教授学科门类：理学专业名称：凝聚态物理培养院系：物理工程学院完成时间：2017年5月Athesis(dissertation)submittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMaster（doctor）TheApplicationofTiO2NanofiberMesoporousLayerinPerovskiteSolarCellsByBeibeiSunSupervisor:Ass

2、istantProf.LiweiZhangandXinchangWangSchoolofPhysicsandEngineeringZhengzhouUniversityMay2017原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：日期：年月日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关

3、保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：日期：年月日摘要摘要钙钛矿太阳能电池因效率高、成本低而受到国内外研究者的广泛关注，其结构根据有无介孔层，可分为平面异质结钙钛矿太阳能电池结构、介观钙钛矿太阳能电池结构。介观钙钛矿太阳能电池中的介孔结构

4、一般是运用TiO2颗粒或Al2O3颗粒，介孔结构的存在起到支架作用。鉴于TiO2颗粒是n型半导体，所以以TiO2颗粒为介孔层结构的另一个作用是传输电子。由于TiO2颗粒不利于电子快速传输，为了改善TiO2的电子传输能力，本文采用TiO2纳米纤维替代TiO2颗粒，以期提高TiO2介孔层的电子传输能力，利用静电纺丝法制备一维TiO2纳米纤维，研究TiO2纳米纤维的制备以及作为介孔层对钙钛矿太阳能电池性能的影响。为了进一步提高TiO2介孔层的电子传输能力，我们考虑在TiO2纳米纤维中施加微量还原氧化石墨烯（rGO），研究rGO/TiO2复合纳米纤维作为介孔层对钙钛矿太阳能电池性

5、能的影响。具体研究工作如下：1.采用溶胶-凝胶法制备TiO2致密层，探讨了旋转速度和旋转，干燥，退火的顺序对致密层薄膜形貌的影响，结果表明当以旋转速度为5000r/min进行旋凃，在80℃下的干燥箱中干燥2h，重复整个过程3次，再在管式炉中进行退火时得到的TiO2表面比较平整，致密。2.利用两步法制备了钙钛矿层，研究了初始退火温度对钙钛矿层的影响。测试结果表明当初始退火温度为55℃时，以一定的升温速率升至100℃，在100℃下退火30min，得到的钙钛矿各方面性能较好。3.采用静电纺丝法制备了TiO2纳米纤维.，研究了不同厚度TiO2纳米纤维对钙钛矿太阳能电池效率的影响。

6、结果表明当纺丝时间为5min时，电池的效率相对于平面异质结钙钛矿太阳能电池的效率最高，时间过长或过短都会导致钙钛矿太阳能电池效率的降低。4.为了进一步提高TiO2纳米纤维的电子传输能力，我们在TiO2纳米纤维制备中施加了微量rGO，通过静电纺丝法获得了rGO/TiO2复合纳米纤维，设置纺丝时间为5min，研究rGO/TiO2复合纳米纤维作为介孔层对钙钛矿太阳能电池性能的影响，结果表明其效率相对平面异质结电池性能有明显提高。关键词：介孔层，TiO2纳米纤维，rGO/TiO2复合纳米纤维，钙钛矿太阳能电池IAbstractAbstractPerovskitesolarcell

7、sarehighlyconcernedbecauseoftheirhighefficiencyandlowcost.Thestructureoftheperovskitesolarcellscanbedividedintoplanarheterojunctionperovskitesolarcellstructure,mesoscopicperovskitesolarcellstructure.themesoporousstructureisusedbytitaniumoxideparticles,aluminaparticl