基于DINI结构的新型空穴传输材料的设计合成及其在钙钛矿太阳能电池中的应用开题报告
2020-06-06 11:03:36
1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)
文 献 综 述 1.1钙钛矿太阳能电池简介 钙钛矿太阳能电池是一类以有机无机杂化钙钛矿材料为吸光层的新型太能能电池,具有制备工艺相对简单、光电转换率高等优点,因此,自2009年钙钛矿型材料ch3nh3pbi3,ch3nh3pbbr3被用作敏化剂加入到染料敏化太阳能电池中并实现了约4%的光伏效率之后,世界各地研究者便争相对其开展了相当广泛的研究,目前小尺寸钙钛矿太阳能电池的光伏效率已经突破了20%。
虽然钙钛矿太阳能电池具有很高的光伏效率,但是它最大的问题便是它的稳定性,由于材料在空气和水汽中不易稳定存在,加之其它分子层的不稳定性,导致有机无机杂化钙钛矿太阳能电池在工作一段时间后电池效率便会大幅下滑,因此目前科学家最主要关注的是还是如何从材料选择层面和器件制备层面提高其稳定性。
钙钛矿太阳能电池一般是由掺杂氟的sno2(fto)导电玻璃、电子传输层(如 tio2、富勒烯衍生物等)、钙钛矿吸收层(如ch3nh3pbi3)、空穴传输层(spiro-ometad)以及金属电极等部分组成,以fto/tio2/ch3nh3pbi3/tio2/ch3nh3pbi3/spiro-ometad/au结构为例,其工作原理如图1-1所示,当钙钛矿层吸收太阳光被激发后,产生一对自由电子和空穴;被激发到钙钛矿导带的自由电子扩散到钙钛矿/tio2界面处,并注入到tio2的导带中;自由电子在tio2层中传输并到达fto电极,然后流经外电路到达au电极。
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
2.1本课题研究内容 1.研究目的:结合dini分子设计寻找性能优异的钙钛矿太阳能电池空穴传输材料 2.研究方法:1、理论设计,结合有机化学和有机电子学知识在dini分子基础之上合理设计出可行的钙钛矿太阳能电池空穴传输材料,设计多种,以备不时之需。
2、模拟验证,利用计算机化学计算软件模拟计算所设计分子的能级及其它特性,若合格,则确定分子结构并作合成准备。
3、分子合成,具体合成分子,根据结果,确定是否用于器件。