nio薄膜的制备及其光伏和电致变色性能研究

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1、分类号：密级：ＵＤＣ：学号：４１５％６６１４０６９南昌大学专业学位研究生学位论文ＮｉＯ薄膜的制备及其光伏和电致变色性能研究ＴｈｅＰｒｅａｒａｔｉｏｎｏｆＮｉＯＦｉｌｍｓｗｉｆ：ｈ化６ＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＰｈｏｔｏｖｏＵａｉｃａｎｄｐＥｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃＰｒｏｅｒｔｉｅｓｐ周浩培养单位（院、系）：机电工程学院指导教师姓名、耿称：李鸣教授指导教师姓名：、职称罗玉峰教授指导老师姓名、职称：陈淳島级工程师专业学位种类：工程硕±专业领域名称：仪器仪表工程论文答辩日期：２０１６年

2、５月２８日答辩委员会丰席：／评阅人；２０１６年月日学化论文独创巧卢明一、学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进巧的研究工作及取得的Ｌ硏究成果。据我所知，隙了文中特别加Ｊ柄注和致邮的地方外，论文中不包含其他人己淫发表或撰写过的研究成取，也不包含为驶稱南呂大学或其他教巧机构的学位或化书而使用过的材料一同工作的同志对本研究所做的巧何贾。与我献巧己在论文中作了明滿的说明并表示谢意。学位论文作者盤名；篮字円期年ｒ月Ａ（手写）？円二、学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解

3、南昌大学有关保留、使巧学恆论文的规定，同意学校有权保留并向国家有关部口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。本人段权南昌大学可臥将学位论文的全部或部分内容编入有关数樞库进行检索，可站采用影印、缩印或巧描等复制手段保存、汇编本学位论文。同时授权北京万方数据販份有限公司和中国学术期刊（光盘版）电子杂志±社将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》和《中国化秀博硕学位论＂文全文＂规数据库》中全文发表－并通过网遥向社会公众提供信息服务，同意按章程定享受相关权益。／学位论文作者签名（手写导师盤名Ｃ手写）：签Ｉ，／

4、字円期：州ｔ年女月２《円签字円期：别ｒ月別＂円论文题目ＮｉＯ薄腊的制备及其化伏和电致变色性能研究名周浩学号４１巧２６６１４０６９论文级别博±□硕±巧＾院／系／所工程学院专业Ｉ化器化表工趕Ｅｍａｉｌ备注：＂＂ｃｆ公开□保密（向校学位办申请获批准为保密，年＿月后公开）摘要摘要近年来，有着低成本、小能耗、结构简单、环境友好等优点的有机/无机杂化钙钛矿太阳能电池，成为了新兴的第三代太阳能光伏技术的研究热点，然而常用的有机空穴传输材料Spiro-OMeTAD价格高昂且稳定性较差，限制了其未来产业化发展。NiO是一种具有典型

5、的3d电子能带结构、优异的光学特性和电学特性的p型宽禁带半导体材料，在染料敏化太阳能电池和电致变色器件领域分别得到广泛应用，将太阳能电池和电致变色材料巧妙结合组成自供电的光电致变色器件系统，在智能窗、信息显示和军事伪装等领域有着广泛的应用前景，而NiO在其中承担着重要的桥梁作用。本文采用磁控溅射法和溶胶-凝胶(Sol-gel)法制备了NiO薄膜，对不同工艺参数和制备条件下的NiO薄膜的结构、微观形貌、光学和电化学性质性能表征并优化后，研究了其电致变色性能，并将其作为空穴传输层材料应用于p-NiO/CH3NH3PbI3/n-PCBM型钙钛矿太阳能电池。1.采用S

6、ol-gel旋涂法，在ITO基片上制备非晶态NiO薄膜。考察热处理温度、匀胶速率、旋涂层数和溶胶中PVP浓度对NiO薄膜的电致变色性能影响。实验发现：当PVP掺杂含量偏低，会使NiO溶胶的粘度降低，在旋涂过程中，由于溶胶与ITO基片的粘合力有限易被甩开，旋涂后的膜很薄；适量的PVP掺杂、匀胶速率、旋涂层数和热处理温度可改善NiO薄膜在热处理过程中因热膨胀引起的内应力，使有机物及时分解，从而避免薄膜因内应力而导致的孔隙、裂纹等缺陷，有助于改善薄膜形貌。得到实验室下Sol-gel旋涂法制备NiO薄膜的较佳工艺条件，即PVP含量为1.0at%时，旋涂转速为3000r

7、pm，干燥温度为80C，以3C/min的速率升温至300C热处理2h，得到的NiO薄膜平整而致密，在可见光区域透光性良好，其光谱调制范围达到71.1%。2.采用直流磁控溅射法，在ITO基片上溅射沉积晶态NiO薄膜。实验发现：经过热处理后，有利于NiO晶体生长，改善薄膜表面的缺陷，提高NiO薄膜的透光率，导致其透光率一度超过100%。热处理温度在300C时，晶体沿晶面(200)生长趋向最好，当热处理温度超过500C后，ITO薄膜则出现裂纹。另外，本文直流磁控溅射法沉积NiO薄膜厚度过高且致密，导致电化学实验时薄膜表面态的活性点未能完全激活，其在200

8、C时光谱调制范围最高仅为32.4%。3