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两步法制备高效平板钙钛矿太阳能电池开题报告

 2020-05-02 17:59:04  

1. 研究目的与意义(文献综述)

随着经济的快速发展和人们生活水平的不断提高,能源问题也日益凸显出来。目前,大量的能源消耗来自于化石燃料,传统的化石燃料不仅储量有限、不可再生,还会造成严重的环境污染和温室效应。太阳能作为一种清洁可再生能源正受到越来越多的关注,高效利用太阳能对于解决能源危机和环境污染具有重要意义。太阳能电池具有稳定、安全的特点,目前市场上占主要地位的硅基太阳能电池虽然光电转化效率超过20%,但其面临着生产成本高、耗能大、环境污染严重等问题。因此,高效率、低成本、环境友好的新型太阳能电池是太阳能电池未来的发展方向。

近年来,有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池因其制备原料丰富、合成及组装工艺简单、所需设备成本低受到了各国研究者的广泛关注。这是一种以全固态钙钛矿结构作为吸光材料的太阳能电池,其具有合适的带宽,高的吸光系数,是一种良好的吸光材料,同时兼具较高的电子和空穴传输性能、小的激子结合能和长的载流子扩散长度,在光电转换领域具有重要的应用前景。自研究以来,钙钛矿太阳能电池在光电转化效率方面有着极大的提升。这种新型的太阳能电池最早在2009年由日本桐荫横滨大学的miyasaka研究组提出,当时光电转化效率仅有3.8%。而在今年由韩国蔚山国家科学技术研究所yang等得到的最高效率值已达到22.1%。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

材料制备:以fto导电玻璃为基底,通过旋涂sncl2溶液制备sno2电子传输层,再用两步法制备钙钛矿层,旋涂spiro-ometad制备空穴传输层,最后蒸金得到电池。

材料表征:对制得的钙钛矿太阳能电池进行结构表征和光电性能测试。通过xrd、fe-sem、xps/tg-dsc等表征手段对其物相、表面形貌和元素构成进行分析,并采用iv、eqe、uv-vis、cv等对其光电性能进行测试分析。

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3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。

第4-10周:按照实验方案制备氧化锡电子传输层,并制备钙钛矿太阳能电池。

第11-13周:采用iv、eqe、uv-vis、xrd、fe-sem、xps/tg-dsc、cv等测试技术对电池材料的物相、显微结构、光电性能进行测试。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] gardner k l, tait j g, merckx t, et al. photovoltaics:nonhazardous solvent systems for processing perovskite photovoltaics (adv.energy mater. 14/2016)[j]. advanced energy materials, 2016, 6(14).

[2] fan b, ying l, wang z, et al. optimisation of processingsolvent and molecular weight for the production of green-solvent-processed all-polymersolar cells with a power conversion efficiency over 9%[j]. energy amp;environmental science, 2017, 10.

[3] hao f, stoumpos c c, cao d h, et al. lead-free solid-stateorganic-inorganic halide perovskite solar cells[j]. nature photonics, 2014,8(8):489-494.

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