新型碳基复合材料的制备及其在钙钛矿太阳能电池中的应用

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1、分类号密级：位代码１０１５１ＵＤＣ单：＾乂是涂事乂拿全日制学术型硕±研究生学位论文新型碳基复合材料的制备及其在巧铁矿太阳能电池中的应用姚毅刚指导教师郭明星副教授申请学位类别工学硕±学科（专业）名称环境科学与工程学位授予单位大连海事大学２０１７年３月分类号密级ＵＤＣ单位代码１０１５１大连海事大学硕±学位论文新型碳基复合材料的制备及其在钩钦矿太阳能电池中的应用姚毅測指导教师郭明Ｓ职称副教Ｓ学位授予单位大连海事大学

2、申请学位类别工学硕±学科（专业）环境科学与工程论文完成日期２０１６年口月答辩日期２０１７年３月答辩委员会主席ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆＮｅｗＣａｒｂｏｎＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓａｎｄＴｈｅｉｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎＰｅｒｏｖｓｋｉｔｅＳｏｌａｒＣｅｌｌｓＡ化ｅｓｉｓＳｕｂｍｉｔｔｅｄ化ＤａｌｉａｎＭａｒｉｔｉｍｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＩｎａｒｔｉａｌｆｕｌｆｉｌｌｍｅｎｔｏｆｔｈｅｒｅｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｔｈｅｄｅｒｅｅｏｆｐｑｇｎｅｅｒｉｎＭａｓｔｅｒ

3、ｏｆＥｎｇｉｇｂｙＹａｏＹｉａｎｇｇＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏ（ｇｙ）ＴｈｅｓｉｓＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ；ＡｓｓｏｃｉａｔｅＰｒｏｆｅｓｓｏｒＧｕｏｎｉｉｎｘｉｎｇｇＤｅｃｅｍｂｅｒ２０１６大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，＂撰写成博／硕±学位论文新型碳基复合材料的制备及其在巧仗矿太阳能电池中＂的应用。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研巧做出重要贡献的个人和

4、集体，均已在文中Ｗ明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体己经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名；学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研巧生学目：位论文的规定，Ｐ大连海事大学有权保留并向国家有关部口或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到《中国优秀博硕±

5、学位论文全文数据库》（中国学术期刊（光盘版）电子杂志社）、《中国学位论文全文数据库》（中国科学技术信息研究所）等数据库中，并Ｗ电子出版物形式出版发行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。本学位论文属于：保密□在年解密后适用本授权书。＂＂不保密Ｅｆ（请在Ｗ上方框内打Ｖ）论文作者签名，：如無句导师签名：，：］丸３／心３日斯衫年月〇日＾｜中文摘要摘要巧铁矿太阳能电池（ＰｅｒｏｖｓｋｉｔｅＳｏｌａｒＣｅｌｌｓ，ＰＳＣｓ）作为新型第Ｈ代太阳能电池，因其光电转换效率高，制作工艺简单，原材料来源广泛，

6、近几年受到了各国科研工作者们的广泛关注。在ＰＳＣｓ对电极材料方面，传统的巧铁矿太阳能电池都是采用金属薄膜（Ａｇ、Ａｕ和巧）作为电极，且需添加稳定性较差的空穴传输材料（ＨＴＭ）。这些材料成本高昂，不符合ＰＳＣｓ未来面向大面积，工业化生产的目标。碳材料化学性质稳定、价格低廉、含量丰富、且拥有与Ａｕ相近的费米能级；是代替ＨＴＭ材料和贵金属电极的很好选择。本实验通过水热合成的方法制备新型碳复合材料，将其作为ＰＳＣｓ的对电极材料进行研究。首先，通过水热合成的方法制备Ｉｒｉ２Ｓ料，通过添加炭黑、导电碳和碳．７７４材纳米管制备得到Ｉ

7、ｎ２ＳＣｂ、ＩｎＳ／Ｃｃ和虹Ｓ／ＣＮＴＳ对电极材料，并应用于．７７４／２．７７４２．７７４ＰＳＣ。Ｊ－Ｖ测试结果表明ｓ进行电池沮装，扣２ＳＣＮＴＳ材料的应用效果最佳。在．７７４／此基础上将ＩＳ与不同比例ＣＮＴ惨杂制备对电极材料，发现在Ｉ１１Ｓ化．７７４ｓ２．７７４与ＣＮＴｓ质量比为１：４时，ＰＳＣｓ取得的光电性能最优。对比分析Ｉ化７７Ｓ４／ＣＮＴＳ复合材料和ＣＮＴｓ应用在ＰＳＣｓ上的性能参数，表明基于Ｉｎ２．７７Ｓ４／ＣＮＴｓ的对电极能够有效提升电池的性能，其光电转换效率（ＰＣＥ）达到５．９２％。这种ＰＳＣｓ电池在空气气氛－

8、＞。、室光和３０５５％湿度下的稳定性２５０ｈ其次，采用水热合成法制备凹±／Ｃｃ复合材料，并对其进行表征