1. 研究目的与意义（文献综述）

随着现代工业化的不断推进，能源短缺问题日渐凸显，而太阳能具有取之不尽用之不竭的特点，被认为是非常具有发展空间的绿色能源之一。其中，由于光伏发电的可用性、可持续性以及可靠性，被认为是最具有前途的技术。目前，在光伏产业中占主导地位的是晶体硅太阳能电池。但是晶体硅太阳能电池由于原材料成本高与制作工艺复杂，并不能满足市场的制造需求。染料敏化太阳能电池（dssc）由于原材料成本较低并且制造工序较为简单而备受关注。但1991.1由m. gr#228;tzel小组报道，通常dsscs都包含工作电极、含有氧化还原对的液态电介质以及铂电极（ce）。 电解质的泄露以及电极的腐蚀都限制了dsscs的应用。全固态dsscs似乎是解决这一问题的方法，但全固态dsscs无法获得有竞争力的光伏性能。在过去的几年内，有机-无机卤化物钙钛矿太阳能电池（psc）由于其超高的光伏性能已经引起了相当多的关注。由于pscs具有大的吸收系数、小激子的结合能、较长的电荷扩散长度（＞100 nm）以及良好的溶液加工性，使功率转化效率（pce）迅速提高到20%以上，目前钙钛矿太阳能电池的效率世界记录已经达到22.1%，超过多晶硅太阳能电池，有望成为下一代廉价绿色光伏技术。

目前，pscs的研究多集中于使用旋涂制膜的方法，但这种方法无法满足工业生产的需求，而丝网印刷制备pscs由于其更好的适用于工业生产中，从而引起人们的注意。同时，利用贵金属作为对电极将极大的增加电池成本，所以本课题基于工业生产的需求，采用全网印刷的方式制备以碳为对电极的pscs。该pscs结构由一层致密层（二氧化钛）和三层介孔膜（二氧化钛、二氧化锆、碳）组成。在三层介孔膜中填充钙钛矿材料即可完成太阳能电池器件的制备。该结构的pscs制备工艺简单，价格低廉，具备良好的市场应用前景。然而，这种结构的电池由于膜厚较其他类型钙钛矿太阳能电池要厚，钙钛矿材料在介孔膜中填充的均匀性受到限制。本课题专注于利用金属离子与相应溶剂的络合作用，设计相应的溶剂添加剂，实现钙钛矿材料在介孔膜中的良好填充。

其中填充钙钛矿的方法可分为一步法和两步法。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备：采用全网印刷的方式制备以碳为对电极的pscs；应用二步法进行钙钛矿晶体填充。

材料表征：采用太阳光模拟光电学性能测试，通过xrd、tem、sem等表征手段对其形貌结构及元素构成进行了分析。

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4－6周：按照设计方案，选取不同辅助添加溶剂。

第7－14周：采用添加辅助溶剂的方式，改善钙钛矿晶体材料在介孔膜中的生长过程。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]zhiliang ku, yaoguang rong, mi xu, tongfa liu amp; hongwei han . full printable processed mesoscopic ch3nh3pbi3/tio2 heterojunction solar cells with carbon counter electrode [j]. scientific reports, 2013 , 3 (11) :3132.

[2] anyi mei et al. a hole-conductor-free, fully printable mesoscopic perovskite solar cell with high stability [j]. science 345, 295 (2014).

[3]yaoguang rong, zhiliang ku, anyi mei, tongfa liu, mi xu, songguk ko, xiong li,and hongwei han.hole-conductor-free mesoscopic tio2/ch3nh3pbi3 heterojunction solar cells based on anatase nanosheets and carbon counter electrodes [j]. journal of physical chemistry letters, 2014, 5 (12), pp 2160–2164.