大面积可印刷介观钙钛矿太阳能电池研究

摘要

第三代太阳能光伏技术介观太阳能电池主要分为两种，染料敏化太阳能电池和钙钛矿太阳能电池。尤其是钙钛矿太阳能电池近年来备受瞩目，钙钛矿作为此种类型太阳能电池中的吸光材料，以其优异的光电性能使得电池效率在短短的数年内以惊人速率增长，从最初的3.8％增长到22.1%，而且其制备工艺简单、成本低廉，显示出良好的发展应用前景。
　　钙钛矿太阳能电池想要推广到市场应用，目前文献中报道的这种实验室小规模小面积的器件显然无法满足要求。那么如何在一块确定的导电玻璃基底上实现有效吸光面积的最大化利用成为至关重要的一步，此外在面积放大的同时，也要确保器件拥有优异的光电转换性能。本论文中在10×10 cm2的FTO导电玻璃基底上通过平行连接方式实现大面积的制备，并探索不同因素对器件光电转换性能的影响。
　　综合考虑制备工艺和成本，我们选择碳为对电极的无空穴传输层的全印刷介观钙钛矿太阳能电池，首先，我们分别研究不同厚度的工作电极对器件性能的影响；其次通过研究染料敏化太阳能电池中大面积太阳能电池模块的设计，分析不同的连接方式（并行连接、Z型连接、W型连接和S型连接）分别对模块各个光电转换性能参数的影响，最终选择了在10×10 cm2 FTO导电玻璃基底上运用子电池串联集成设计，形成单基板子电池S型结构；最后通过激光刻蚀技术上设计出不同条数（5条、8条、10条）子电池串联集成的大面积模块，分析不同条数对器件各个光电性能参数的影响，并获得有效面积为49 cm2，效率为10.4%的大面积钙钛矿太阳能电池模块，最后在持续光照1000 h，户外一个月测试和暗态环境一年的条件下测试其稳定性。

目录

声明

1 绪论

1.1研究背景

1.2太阳能的利用

1.3太阳能电池的分类

1.4钙钛矿太阳能电池的工作原理和基本结构

1.5 大面积新型光伏太阳能电池的研究进展

1.6 本论文的研究思路和工作内容

2 全印刷介观钙钛矿太阳能电池的制备及放大研究

2.1 引言

2.2 小面积钙钛矿太阳能电池的制备

2.3 大面积介观钙钛矿太阳能电池的设计及制备

2.4 大面积钙钛矿太阳能电池的封装

2.5 本章小结

3 全印刷介观大面积钙钛矿太阳能电池的优化及稳定性研究

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 不同条数对器件性能的影响分析

3.4 大面积PSMs的长效稳定性测试

3.5 大面积钙钛矿太阳能电池组件的组装和测试

3.6 本章小结

4 结论与展望

4.1 全文研究内容总结

4.2 研究展望

致谢

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间发表论文目录