溶液燃烧法制备钙钛矿太阳能电池的NiO_x空穴传输层

来源 :深圳大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:rowhwafo
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
NiOx是一种宽禁带(Eg>3.50 eV)p型半导体,其光学透射率高、导电性好、化学稳定性高、成本低廉,并且具有与金属卤化物钙钛矿材料相匹配的能级结构,非常适合作为钙钛矿太阳能电池(Perovskite Solar Cells,PSCs)的空穴传输材料。但目前NiOx空穴传输层的制备方法大多需要高温(>350°C)退火,这限制了NiOx在钙钛矿太阳能电池中的应用范围。本论文采用一种新型方法——溶液燃烧法制备钙钛矿太阳能电池的NiOx空穴传输层,较为系统地研究了前驱体浓度、退火温度、燃料与氧化剂的比例等工艺条件对NiOx空穴传输层和钙钛矿太阳能电池性能的影响,优化了NiOx层的制备工艺。论文的主要内容如下:(1)研究了前驱体浓度的影响:当前驱体浓度从0.05 M逐渐增大到1.0 M时,器件的短路电流密度Jsc、开路电压Voc、填充因子FF和转换效率η均呈现先明显升高,然后缓慢下降的趋势。这主要是因为当浓度为0.05 M时,NiOx膜层的表面覆盖率低,器件的旁路电流大;随着浓度增加,NiOx膜层变厚,表面覆盖度明显改善,能有效降低器件的旁路电流,但同时使NiOx层的传输电阻增大,透光率减小。当浓度为0.1 M时器件性能最优,其平均转换效率为9.47%,最佳器件的转换效率为10.01%。(2)研究了前驱体膜退火温度的影响:当退火温度为150°C时,退火温度达不到反应的临界温度,制备得到的膜层较厚且其上生长的钙钛矿膜中有较多的PbI2残留,使得器件的转换效率很低;当退火温度为200°C时,反应进行得完全,能生成致密且均匀的NiOx空穴传输层;当退火温度高于200°C时,随温度升高膜层变薄且开始出现明显的孔洞,载流子复合几率增加,器件性能下降。当前驱体浓度为0.1 M、退火温度为200°C时制备的器件性能最好,其平均转换效率为10.77%,最佳器件的转换效率为11.89%。(3)在优化的前驱体浓度和退火温度的基础上,探究了燃料与氧化剂的摩尔比(F/O)的影响:当F/O小于0.1时,放热量小,自放热反应(self-exothermic reaction)温度较低,不能有效生成空穴传输层,传输电阻较大;当F/O大于0.1时,放热量过大,自放热反应温度较高,膜层出现孔洞,对器件性能产生不利影响;当F/O为0.1的时候,器件性能最优,其平均转换效率为11.03%,最佳器件的转换效率为11.99%。(4)本论文的工作表明,与传统的溶胶-凝胶法相比,溶液燃烧法可以有效降低NiOx空穴传输层的制备温度,是一种值得继续深入研究和具有良好应用前景的NiOx空穴传输层制备方法。
其他文献
麻疹是由麻疹病毒引起的一种传染性极强的呼吸道传染病。尽管麻疹在中国的免疫率达到了相当高的水平(99%),但目前仍是全球发病水平最多的几个国家之一,消除麻疹的任务依然艰
免疫系统是一种保护人体免受外来病菌入侵的重要系统之一,主要执行免疫应答及免疫功能。免疫系统具有识别和排除抗原的能力,同时可以维持自身内环境的平衡和稳定。人体肿瘤的
现如今,由于图像及视频分割具有的实用价值和对理论的引导作用,所以它仍然是计算机视觉领域的一个重要研究方向,也是众多基于图像及视频分析的高层视觉应用的基础研究内容,为
高效、准确地从卫星影像中自动获取道路信息是计算机视觉与信息工程研究领域的热点问题之一。以往对卫星影像中道路网的提取主要专注于线状特征的提取,有关道路宽度估计方法
随着互联网的发展,人们可以通过各种爬虫软件、搜索引擎获取大量的纹理素材。理想的纹理素材能够为艺术家提供丰富的创作灵感,帮助设计师绘制更加真实的场景,辅助医生进行科
蜜蜂是一种非常重要的经济昆虫,也是一种重要的真社会性昆虫的模式生物,工蜂的舞蹈语言是社会行为的典型代表性特点。为研究蜜蜂的舞蹈行为的获得机制,本研究通过组成中蜂和
社区挖掘是图数据挖掘的一项基本任务。在现有的图数据中,图中的边上通常都包含时间信息,例如科学家合作网络,电信话务网络,微信社交网络等等。绝大多数现有的社区挖掘算法主
在基于地理位置的社交网络中,POI(Point-of-interest)推荐系统利用虚拟网络的签到功能来鼓励人们分享他们在实际中的地理位置信息以及生活乐趣。最新的POI推荐算法将推荐地点
本课题组提出了一种新的具有操作简便、荷载控制精准等优点的荷载与环境试验交替进行的多因素耦合模拟方法。但此方法相对于带加载装置的持续载荷方式多因素耦合模拟方法的合
为探讨杉木(Cunninghamia lanceolata(Lamb.)Hook.)光合及叶绿素荧光参数在大气氮沉降和磷添加情况下的变化,实验以10龄杉木为研究对象,共设9个处理水平:低氮(N30:30 kg·ha-