射频磁控溅射制备tio_2及其在钙钛矿太阳能电池中的研究

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1、分类号：ＴＭ９１４．４单位代码：１０１８３研究生学号：２０１３５１４００１密级：公开戀吉称大学名页古学位论文专业学ｔ（）射频磕控瓣射制备Ｔｉ化及其在锦钦矿太阳能电池中的硏究ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＭａｇｎｅｔｒｏｎＳｐｕｔｔｅｒｉｎｇＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆＴｉ〇２Ｔｈｉｎ円ＩｍｓａｎｄＴｈｅｉｒＰｅｒｏｖｓｋｉｔｅＳｏｌａｒＣｅｌｌＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ作者姓名：陈聪类别：集成电路工程领域（方向）；新型太阳能电池指导教师；宋宏伟教授培养单位；电子科学与工程学院２０１６年６月未经本论文作者的书面

2、授权，依法收存和保管本论女书面版本、电子版本的任何单位和个人，巧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，应承担侵权的法律责任。吉林大学博±或硕±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。除文中己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，均己在文中Ｗ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法学律位结论果文由作本者人签承担。名：

3、巧、敕、曰期：與７／年〇（（月。足曰射频磁控溅射制备TiO2及其在钙钛矿太阳能电池中的研究RadioFrequencyMagnetronSputteringDepositionofTiO2ThinFilmsandTheirPerovskiteSolarCellApplications作者姓名：陈聪领域（方向）：新型太阳能电池指导教师：宋宏伟教授类别：工学硕士答辩日期：2016年05月30日摘要摘要射频磁控溅射制备TiO2及其在钙钛矿太阳能电池中的研究有机无机杂化钙钛矿材料(CH3NH3PbX3,X=Cl、Br、I)因其高效的光吸收截面，较低的合成工艺以及易于薄膜受到国内外光伏领域工作

4、者的深入研究，基于CH3NH3PbX3制备的钙钛矿型太阳能电池（PSCs，Perovskitesolarcells）的光电转换效率（PCE，powerconversionefficiency）自2009年从3.8%增长到了2016年的22.1%，为解决未来化石能源问题带来希望。CH3NH3PbX3材料制备工艺多样性使其研究更有魅力，目前能够实现了一步溶液法、两步旋涂法、双源气相沉积法以及“旋涂+蒸发沉积”的方法进行制备。于此同时，电子传输材料的制备方法也广泛的被研究，包括利用前驱体旋凃、热分解和原子层沉积等方法制备的TiO2、ZnO等薄膜。在本论文中，我们通过对现有PSCs器件的工作原理、薄膜

5、制备工艺中存在的问题等进行了分析和总结，在国际上首次提出了采用射频磁控溅射制备TiO2电子传输层以及利用热蒸发配合浸泡（evaporation&immersion）制备CH3NH3PbI3的方法，将PSCs器件结构中的电子传输材料（TiO2）和光吸收材料（CH3NH3PbX3）的制备过程进行优化，最终获得了PCE为12.1%的基于Glass/FTO基底的PSCs器件；同时我们探究基于本方法制备的柔性以及大面积2的器件，其中柔性器件的PCE能够达到8%，大面积40×40mm的器件光电响应为4.4%；解决了传统方法高温退火、消耗溶剂、不可大面积制备等方面的弊端。在调制机理方面，我们也对电子传输材料

6、的载流子传输效应、CH3NH3PbX3的结晶性以及PSCs器件中普遍存在的迟滞现象（Hysteresis）等进行了分析。通过与传统的前驱体溶液旋涂法相对比，利用射频磁控溅射辅助热蒸发的方法使PSCs的制备工艺更加简单、过程更加容易控制、设备和材料费用更为低廉，适合未来实用化过程中的大规模产业化需求。关键字：钙钛矿太阳能电池，射频磁控溅射，电子传输层，大面积，柔性IAbstractAbstractRadioFrequencyMagnetronSputteringDepositionofTiO2ThinFilmsandTheirPerovskiteSolarCellApplicationsOrga

7、nicinorganichybridperovskitematerialsCH3NH3PbX3（X=Cl,BrandI）wonthewidespreadattentionduetoitshighopticalabsorptioncoefficient,lowcostandeasypreparationadvantages.Perovskitesolarcells(PSCs)basedonCH3NH