钙钛矿太阳能电池电子传输层的设计与制备

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1、分类号：TN257单位代码：10183钙研究生学号：2014514035密级：公开钛矿太阳能电池电吉林大学子传输硕士学位论文层的设钙钛矿太阳能电池电子传输层的设计与制备计与DesignandPreparationtheElectron-transportingLayerfor制PerovskiteSolarCells备姚作者姓名：姚世婷世专业：集成电路与工程婷研究方向：钙钛矿太阳能电池吉指导教师：刘凤敏教授林培养单位：电子科学与工程学院大2017年6月学——————————————————————————钙钛矿太阳能电池电子传输层的设计

2、与制备——————————————————————————DesignandPreparationtheElectron-transportingLayerforPerovskiteSolarCells作者姓名：姚世婷专业名称：集成电路与工程指导教师：刘凤敏教授学位类别：专业硕士答辩日期：2017年5月26日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律

3、责任。吉林大学博士(或硕士)学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。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作品成果。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。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：姚世婷日期：2017年5月26日《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版

4、）电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：■硕士□博士学科专业：微电子与固体电子学论文题目：钙钛矿太阳能电池电子传输层的设计与制备作者签名：指导教师签名：年月日作者联系地址（邮编）：吉林省长春市前进大街2699号吉林大学唐敖庆楼D524室，130012作者联系电话：18233118793摘要钙钛矿太阳能电池电子传输层的设计与制备钙钛矿太阳能电池(PerovskiteSo

5、larCell，PSC)作为第三代新型太阳能电池，因其具有较高的转换效率、制备工艺比较简单、成本比较低且可制备为柔性器件等优点，使研究者们在太阳能电池领域又找到了新希望。电子传输层为电池器件中的重要组成部分，电子传输材料是指能够传输电子载流子的材料，通常具有较高的光谱吸收系数、较大的介电常数和较小的激子束缚能的半导体材料，可以避免电荷积累对器件寿命的影响，可有效地起到运输电子并阻挡空穴的作用。本论文以开发低成本和高性能的钙钛矿太阳能电池为目标，主要从电子传输层材料的研究、电子传输层制作工艺的探索及光活性层的研究等三个方面入手，研制出高性

6、能的钙钛矿太阳能电池。主要研究内容：1．光活性层在钙钛矿太阳能电池中起着至关重要的作用，PSC光活性层的薄膜厚度、均匀度、结晶性和表面覆盖率直接影响电池的性能，它在电池中起到吸收光子产生电子、空穴的作用。钙钛矿太阳能电池光活性层的制备工艺有很多种，主要归为四大类，一步溶液法、两步溶液法、双源共蒸发法、气相辅助溶液法，本文主要采用一步旋涂的方法制备钙钛矿太阳能电池光活性层，通过控制一步法的退火时间、退火温度和旋涂速率提高光活性层的成膜质量，进而提高了钙钛矿太阳能电池的性能。实验结果表明，最佳的退火温度为105℃，退火时间为10min，旋涂

7、速率为4000rpm时器件性能得到较大的优化。2．介孔层作为钙钛矿层的支架或多孔的载体，有利于钙钛矿层的成膜质量比较均匀、致密、覆盖率高等。二氧化钛作为介孔层是一种有序多孔的状态，它在钙钛矿太阳能电池中起到光催化剂的作用，在太阳光的照射下，它对产生电子和空穴对有着很大的帮助，经化学反应产生自由基，具有较强氧化性，可以将大多数的有机物氧化分解为无机物，进而可以很大的提高电池的转换效率。本文选用旋涂、水热的方法作为介孔层薄膜的制备工艺，对介孔层制备工艺进行了优化，通过优化实验确定出旋涂法制备的介孔层薄膜比较好，最佳的旋涂速率为4000rpm

8、，烧结温度为500℃，30min。I3．致密层在钙钛矿太阳能电池中起到了传输电子及阻挡空穴的作用，它的存在能够避免空穴与电子在界面处的复合，可以直接提高电池的性能。二氧化钛致密层的制备工艺有很多种，主要归为