表面等离激元效应增强钙钛矿太阳能电池光电性能研究

发布时间：2023-12-09 09:40

　　近年来,有机无机卤化钙钛矿太阳能电池的光电转换效率(PCE)已经从2009年的3.8%提升至现在的23.25%。在钙钛矿太阳能电池中,光生电子和空穴到达光阳极和光阴极时被收集,但是在扩散过程中存在着一定的复合,为了减少复合过程的产生,其吸收层的厚度经常被设计在400 nm以内来改善载流子的收集,而这个吸收层的厚度会造成入射光不能被充分吸收,造成电池的光电转换效率不高。因此,有效增强光吸收并且获得高的PCE是一个很大的挑战。目前,在太阳能电池中增加光吸收的方法有很多,比如利用光子晶体、等离子纳米颗粒和涂抗反射膜等。其中,利用等离子纳米颗粒的表面等离激元效应产生的局域电场来增强电池对入射光的吸收作用比较有效。目前在钙钛矿太阳能电池中,主要是将等离子纳米颗粒掺入吸收层或空穴传输层体相中来利用其表面等离激元效应,但是由于光生载流子的扩散长度较小以及为了保持等离激元的间距,使得等离子纳米颗粒的掺入浓度较大,这样会增加光生电子与空穴的复合几率。我们提出,将等离子纳米颗粒引入吸收层与空穴传输层界面处(perovskite/HTL)时不仅有利于载流子的快速分离,且较低浓度的等离子纳米颗粒就能保证等离激...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 钙钛矿太阳能电池的发展及研究现状
        1.2.1 钙钛矿太阳电池吸光材料介绍
        1.2.2 钙钛矿太阳能电池的结构及工作原理
        1.2.3 钙钛矿太阳能电池制备方法
        1.2.4 有机钙钛矿太阳能电池的发展历程
        1.2.5 无机钙钛矿太阳能电池的发展历程
    1.3 贵金属纳米颗粒在太阳能电池中的应用
    1.4 研究思路及创新点
第二章 AuNRs@SiO₂界面修饰对有机钙钛矿太阳能电池的影响研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验药品与器材
        2.2.2 实验过程
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 AuNRs和AuNRs@SiO₂的物相结构分析
        2.3.2 AuNRs@SiO₂界面修饰对有机钙钛矿太阳能电池器件性能的影响
        2.3.3 AuNRs@SiO₂界面修饰对有机钙钛矿太阳能电池光学性能的影响
        2.3.4 AuNRs@SiO₂界面修饰对有机钙钛矿太阳能电池电学性能的影响
    2.4 小结
第三章 Au-AgNSs@SiO₂界面修饰对无机钙钛矿太阳能电池的影响研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验药品与器材
        3.2.2 实验过程
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 Au-AgNSs和Au-AgNSs@SiO₂的物相结构分析
        3.3.2 DMSO的引入对无机CsPbBrI₂钙钛矿薄膜形貌的影响
        3.3.3 DMSO的引入对无机CsPbBrI₂钙钛矿太阳能电池器件性能的影响
        3.3.4 DMSO的引入对无机CsPbBrI₂钙钛矿太阳能电池电学性能的影响
        3.3.5 Au-AgNSs@SiO₂界面修饰对无机CsPbBrI₂钙钛矿太阳能电池器件性能的影响
        3.3.6 Au-AgNSs@SiO₂界面修饰对无机CsPbBrI₂钙钛矿太阳能电池光学性能的影响
    3.4 小结
第四章 Au@CZTS空穴传输层材料对全无机钙钛矿太阳能电池的影响研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验药品与器材
        4.2.2 实验过程
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 Au@CZTS空穴传输层材料的物相结构分析
        4.3.2 Au@CZTS空穴传输层材料对全无机钙钛矿太阳能电池光学性能的影响
        4.3.3 Au@CZTS空穴传输层材料对全无机钙钛矿太阳能电池器件性能的影响
    4.4 小结
第五章 总结与展望
    5.1 工作总结
    5.2 问题与展望
        5.2.1 存在问题
        5.2.2 展望
参考文献
硕士期间发表和已完成的工作
致谢



本文编号：3871313