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1、,利用溶剂工程提高钙钛矿太阳能电池性能的研究,Perovskite solar cell performance using a solvent to Increase,1,绪论,2,实验试剂及实验仪器介绍,3,旋涂或非旋涂氯苯溶液钙钛矿太阳能电池的制备及研究,4,结论与展望,5,致谢,目 录,Contents,88%,化石燃料,12%,清洁能源,1.5%,太阳能,料敏化太阳能电池因其成本低廉、组装操作简单和较高的光电转换效率被认为是低成本、高效率的第三代太阳电池,有机聚合物电池归属于有机太阳能电池，基本原理是有机半物导体薄膜的光电转换,无机化合物薄膜半导体太阳能电池是继硅基半导体太阳能电池之
2、后发展起来的第二代太阳能电池,硅基太阳能电池可分为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池。,光电极,传输电子的部分，接收带负电的载流子传输载流子,电子传输层,重中之重，后面详细讨论,钙钛矿层,传输空穴，改善钙钛矿层和金属电极之间的接触,空穴传输层,一般使用Au或Ag做背电极,背电极,FTO导电玻璃,钙钛矿前驱体溶液是由RAX粉末和PbX2以1:1或者3:1溶于髙沸点的极性疏质子溶剂中在高温下溶解几个小时获得澄清溶液。然后通过旋涂法制备在致密层上，原位形成有机金属卤化物钙钛矿。,将 PbI 2 粉体和 CH 3 NH 3 I粉体同时加热蒸发，并通过控制 PbI 2 和 CH 3
3、 NH 3 I的蒸发速率，使其沉积在TiO2 介孔层表面，得到钙钛矿薄膜。,气相辅助溶液法是旋涂的DMF溶液制得 PbI 2 溶薄膜，再将 PbI 2 薄膜置于一定 CH 3 NH 3 I蒸汽环境下处理2小时，得到均一致密的高质量钙钛矿薄膜,在典型的两步连续沉积方法中，首先将 PbI 2 溶解到DMF中，然后旋涂在介孔TiO2薄膜上，随后转移浸入MAI的异丙醇溶液中。在两种成分接触的瞬间，钙钛矿很快形成，随后进行退火处理。,双源共蒸法,气相辅助溶液法,两步连续沉积法,一步旋涂覆盖法,将太阳能电池放置到100 mW/cm2的光源下照射，在两端开路，即I=0时，通过太阳能电池两端的输出电压值即为开
4、路电压，单位是伏特（V）,负载的电阻值能够使得工作电压和工作电流的乘积最大，那么就可以得到最大的输出功率，用符号Pm表示,阳能电池的另一个主要参数就是填充因子，填充因子也叫曲线因子，指的是太阳能电池的最大输出功率（Pm）与短路电流（Isc）和开路电压（Voc）乘积的比值,太阳能电池的转换效率定义为在外部回路上连接最佳负载电阻时的最大能量转换效率，相当于太阳能电池输出功率与入射到太阳能电池表面的能量之比,将太阳能电池放置到100 mW/cm2的光源下照射，在输出端短路，即U=0时，通过太阳能电池两端的电流值即为短路电流，单位是安培（A）。,光电转换效率，即入射单色光子电子转化效率用IPCE表示，
5、定义为在单位时间内外电路中所产生的电子数Ne与单位时间内的入射单色光子数Np之比,钙钛矿太阳能电池的工作原理,制备旋涂或非旋涂氯苯溶液钙钛矿层,研究内容,采用旋涂法制备TiO2致密层，旋涂法制备TiO2介孔层和连续沉积法制备旋涂或未旋涂氯苯溶液的CH3NH3PbI3钙钛矿层,表征和测试氯苯溶液在钙钛矿的作用,使用XRD、SEM、PL、UV-vis等测试手段对复合电极的结构和性能进行表征和测试,探究氯苯溶液对于钙钛矿层的影响,探讨两种电池的区别，并探讨了旋涂氯苯溶液对电池效率的影响,1,绪论,2,实验试剂及实验仪器介绍,3,旋涂或非旋涂氯苯溶液钙钛矿太阳能电池的制备及研究,4,结论与展望,5,致
6、谢,目 录,Contents,实验试剂,实验仪器,实验试剂,实验仪器,1,绪论,2,实验试剂及实验仪器介绍,3,旋涂或非旋涂氯苯溶液钙钛矿太阳能电池的制备及研究,4,结论与展望,5,致谢,目 录,Contents,FTO玻璃衬底清洗,旋涂法制备TiO2致密层，退火处理,旋涂法制备TiO2介孔层，高温退火处理,旋涂PbI2，（旋涂氯苯溶液），退火处理。,在CH3NH3I溶液中浸泡，制备薄膜，退火处理,旋涂法制备spiro-OMeTAD空穴传输层,真空蒸镀金属Au电极,电池效率测试,钙钛矿太阳能电池实验制备流程,J-V曲线,SEM,XRD,实验制备流程,UV-vis,PL光谱,旋涂氯苯溶液的钙钛矿
7、电池J-V曲线,非旋涂氯苯溶液的钙钛矿电池J-V曲线,J-V曲线,SEM,XRD,实验制备流程,UV-vis,PL光谱,不同扫描方向得到的J-V曲线,J-V曲线,SEM,XRD,实验制备流程,UV-vis,PL光谱,旋涂氯苯溶液的 PbI 2 SEM,非旋涂氯苯溶液的 PbI 2 SEM,J-V曲线,SEM,XRD,实验制备流程,UV-vis,PL光谱,非旋涂氯苯溶液的钙钛矿薄膜 SEM,旋涂氯苯溶液的钙钛矿薄膜 SEM,J-V曲线,SEM,XRD,实验制备流程,UV-vis,PL光谱,PbI2薄膜XRD,J-V曲线,SEM,XRD,实验制备流程,UV-vis,PL光谱,旋涂与未旋涂氯苯溶液的
8、紫外-可见光近红外的UV-vis,J-V曲线,SEM,XRD,实验制备流程,UV-vis,PL光谱,FTO/ETL/PVK(W);FTO/ETL/PVK(W/O)/HTL;FTO/ETL/PVK(W)/HTL的发射光谱,J-V曲线,SEM,XRD,实验制备流程,UV-vis,PL光谱,1,绪论,2,实验试剂及实验仪器介绍,3,旋涂或非旋涂氯苯溶液钙钛矿太阳能电池的制备及研究,4,结论与展望,5,致谢,目 录,Contents,A,B,C,实验结论,未来展望,未来展望,A,B,C,材料的制备和选择，钙钛矿层不仅仅局限于旋涂氯苯溶液提高电池效率，还可以开发其他材料进行旋涂；在钙钛矿材料的选择上也可
9、以改进。,大面积生产。目前钙钛矿太阳能电池的使用还局限于实验室中，而且是小面积才可以制得高效率的电池，未来要继续研究大面积高效率的电池，从而将其快速的投入到生产中来。,稳定性。固态钙钛矿太阳能电池能够取得较高的光电转换效率，归功于其在固态环境下的相对稳定，稳定性主要涉及器件结构的设计与优化。,实验结论,未来展望,1,绪论,2,实验试剂及实验仪器介绍,3,旋涂或非旋涂氯苯溶液钙钛矿太阳能电池的制备及研究,4,结论与展望,5,致谢,目 录,Contents,致谢,大学生活即将结束，在此，我要感谢所有教导我的老师和一齐成长的同学，他们在我的大学生涯给予了很大的帮助。本论文能够顺利完成，要特别感谢我的导师兰爱东老师，感谢各位老师的关心和帮助！,恳请各位老师批评指正！,
