基于钙钛矿的固态太阳能电池的研究

摘要

随着科技的快速发展，太阳能电池越来越受到人们的广泛关注。本论文主要分为三部分：其一，开展了CsSnI3钙钛矿固态电解质的制备及DSSC性能的研究；其二，新型有机无机杂化钙钛矿太阳能电池的制备；其三，利用 CsSnI3体系固态电解质作为全固态电池的光捕获剂，制备了全固态太阳能电池。采用 XRD和 SEM对致密层 ZnO粉体、固态电解质和有机/无机杂化钙钛矿电池薄膜进行了表征。对不同太阳能电池进行了 I-V、CV、EIS阻抗谱等测试。主要结果如下：
　　（1）用固相法制备出性能较好的固态电解质，并通过改变配比、负载量以及烧成温度进行对比实验，当配比为 CsSnI2.95F0.05，负载量为5.00％的质量分数且烧成温度为450℃时，电解质在光阳极分布均匀，最佳效率值为5.18%；当烧成温度为400℃和500℃时，电解质效率分别为2.52%和2.70%，当无 SnF2负载时，电解质的效率为3.93%。
　　（2）分别制备了平面结构和多孔结构的有机/无机杂化钙钛矿电池。对两种结构的有机/无机杂化钙钛矿电池分别进行了光电性能测试，并研究了不同旋涂次数的致密层对有机/无机杂化钙钛矿电池的影响，平面结构的有机/无机杂化钙钛矿电池效率为0.06%。当致密层旋涂次数为3次的多孔钙钛矿的效率达到最佳值为0.21%，而当致密层旋涂次数为2时多孔有机/无机杂化钙钛矿电池效率为0.11%，旋涂4次的多孔有机/无机杂化钙钛矿电池效率为0.15%。
　　（3）采用钙钛矿结构材料 CsSnI2.95F0.05取代有机/无机杂化钙钛矿电池的 CH3NH3PbI3制备基于 CsSnI2.95F0.05全因态钙钛矿电池。研究了CsSnI3-xFx成分以及多孔层对 CsSnI2.95F0.05有机/无机杂化钙钛矿电池的影响。当配比为 CsSnI2.95F0.05时多孔结构电池效率最高，达到0.11%，短路电流为3.73 mA·cm-2。CsSnI2.95F0.05在平面结构时效率为0.04%。

目录

声明

1 引言

2 文献综述

2.1染料敏化太阳能电池概述

2.2 DSSC固态电解质的发展和研究现状

2.3 有机/无机杂化钙钛矿电池

3 钙钛矿型CsSnI3-xFx全固态DSSC的制备

3.1 实验材料

3.2 实验材料的制备

3.3 电池的封装及测试条件

3.4 表征

3.5本章小结

4 有机/无机杂化钙钛矿电池的制备

4.1 实验部分

4.2 实验材料的制备

4.3实验结果与讨论

4.4本章小结

5 CsSnI3钙钛矿太阳能电池的制备

5.1 实验原料

5.2 实验材料的制备

5.3 CsSnI3钙钛矿太阳能电池的组装

5.4实验结果与讨论

5.5本章小结

6 结论

7 本研究的创新点

8 不足与展望

致谢

参考文献