基于cui为p型材料的反型钙钛矿太阳能电池的制备与性能研究

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1、学校代码10459学号或申请号201412131570密级硕士学位论文基于CuI为P型材料的反型钙钛矿太阳能电池的制备与性能研究作者姓名：马丽导师姓名：杨仕娥、陈永生学科门类：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4月AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterPreparationandPropertiesofInversePerovskiteSolarCellsBasedonCuIasP-typeMaterialsByLiMaSuper

2、visor:AssistantProf.ShieYang、YongshengChenSchoolofPhysicsandEngineeringZhengzhouUniversityApril,2017学位论文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

3、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：年月摘要摘要太阳能电池是一种可以直接把太阳能转换成电能的器件。太阳能的发展可分为三代：第一代为晶

4、硅电池；第二代为薄膜电池；第三代为新概念电池。其中MAPbI3钙钛矿材料，因其具有较高的光吸收、较长的载流子寿命和较大的载流子扩散长度等的优点，成为了新概念电池中的研究热点。太阳电池的结构有介观电池和平面异质结电池。其中反型的平面异质结电池因迟滞效应小，可低温制备而备受关注。其中空穴传输层作为电池的窗口层不仅传输空穴还要提供较好的透射，而钙钛矿光吸收层作为电子空穴对的提供者也至关重要。所以，本文将对不同空穴传输层对钙钛矿以及电池性能的影响进行研究，主要包括以下几个方面:（1）空穴传输层CuI薄膜的制备。CuI因具有空穴迁移率高、禁带宽度

5、宽、物理化学性质稳定的优点常被用作空穴传输层。本文分别使用浸渍提拉法、溶液超声法和真空蒸镀沉积法来制备。在浸渍提拉法时，由于与基底之间的附着力较差，不易获得完整致密的薄膜。在溶液超声法时，通过控制超声时间来制备薄膜，发现使用该方法获得的薄膜不均匀。使用高真空蒸发沉积法时，制备出了平整致密且颗粒尺寸大的CuI薄膜，使用该方法时，可以很好的控制实验参数，所以实验的重复性较好。（2）MAPbI3钙钛矿薄膜的制备。采用了一步法来制备钙钛矿薄膜。首先，研究了溶剂比对形成薄膜的影响，发现在DMSO与DMF的比例为3:7时薄膜的结晶性较好，颗粒尺寸较

6、大。其次，分别使用了热风辅助与反溶剂法制备MAPbI3薄膜，实验发现使用反溶剂法制得的薄膜更加致密。最后，在反溶剂制备薄膜一步退火进行了分步退火的改进，发现改进之后薄膜的颗粒尺寸得到了增大。（3）不同空穴传输层对钙钛矿薄膜以及太阳电池性能影响的研究。首先，分别以CuI、PEDOT:PSS、CuI/PEDOT:PSS为基底对钙钛矿薄膜的形成的影响。再次，研究了三种不同空穴传输层对电池性能的影响，发现在使用双空穴传输层时获得了11.52%的光电转换效率。最后，又初步研究了氯掺杂形成混合的钙钛矿薄膜对电池性能的影响。关键词：反型钙钛矿太阳电池

7、；空穴传输层；一步反溶剂；光电转换效率IAbstractAbstractAsolarcellisadevicethatconvertssolarenergydirectlyintoelectricalenergy.Thedevelopmentofsolarenergycanbedividedintothreegenerations:thefirstgenerationofcrystallinesiliconcells;thesecondgenerationofthin-filmbatteries;thethirdgenerationfo

8、rthenewconceptofthesolarcell.TheMAPbI3perovskitematerialhasbecomeahotspotinthenewconceptsolarcellsbecau