钙钛矿薄膜的形貌控制与研究进展教案资料

钙钛矿薄膜的形貌控制与研究进展

钙钛矿薄膜的形貌控制与研究进展

目录

摘要与关键词 .......................................................................II

0 引言.........................................................................

(1)

1 钙钛矿型太阳能电池的介绍

(1)

1.1 钙钛矿晶体结

构 (1)

1.2 钙钛矿太阳能电池的结

构 (2)

1.3 钙钛矿太阳能电池工作原

理 (3)

2钙钛矿薄膜的介绍及制备方法 (4)

2.1钙钛矿薄膜制备方法的演

化 (4)

2.1.1 一步

法 (4)

2.1.2 两步

法 (4)

2.1.3 双源蒸汽沉积

法 (5)

2.1.4 蒸汽辅助溶液加工

法 (5)

3 影响钙钛矿薄膜的因

素 (5)

3.1 退火升温速率对钙钛矿薄膜结晶性的影

响 (5)

3.2 溶剂对钙钛矿薄膜结晶性的影

响 (6)

4 总结与展望 (6)

参考文献.........................................................................

..8

致谢.........................................................................

(9)

钙钛矿薄膜的形貌控制与研究进展

摘要

无机-有机钙钛矿太阳能电池因其廉价的液相制备方法和很好的光电转化性能，备受研究者们的关注。因其具有很好的吸光性、较高的载流子迁移率，且其能带可调并能进一步地应用多种加工方法进行改性，在近几年的研究中，其光电转化效率已从起初的3.8%提升至22.1%，所得模块器件的效率高达8.7%，已经远高于多数其他种类的太阳能电池。基于对相关光电材料的研究和进一步优化，钙钛矿太阳能电池的性能还有很高的提升空间。本文基于文献调研，针对近年来钙钛矿材料应用于太阳能电池的发展情况，重点总结了作为吸收层的钙钛矿薄膜材料的制备方法和影响因素，并分析了其未来发展中将面临的问题和发展前景。

关键词

钙钛矿；太阳能电池；光电转化；薄膜

Research progress in morphology control of perovskite

thin films

Abstract

Inorganic-organic perovskite solar cells has been taken attention by researchers due to low price of liquid preparation methods and good photoelectric conversion performance. In recent years, the photoelectric conversion efficiency of perovskite solar cells has been increased from the beginning 3.8% to 22.1%, The module device efficiency is as high as 8.7%. is much higher than most other types of solar cells, because of its good optical absorption, high carrier mobility, and the band is adjustable and the variety of processing methods for modification. Based on the related research of photoelectric materials and further optimization of perovskite solar cells, the performance of the solar cells still have a high room for improvement.In this paper, based on the literature research, aimed to the development of perovskite materials used in solar cells, the preparation methods and influence factors of perovskite thin films are emphatically summarized. We

also discussed the facing problems of future development and development prospects.

Keywords

Perovskite; solar cell; photoelectric conversion; thin film

0 引言

能源是国家经济和社会发展的基石，迄今为止人类社会发展仍然主要依赖于化石能源。但化石能源在地球上的分布极不均衡，并且终究会枯竭。另外燃烧化石能源带来的环境污染、雾霾气候和温室效应严重威胁到了人类社会的生存。太阳电池能够将太阳能直接转化为电能，可以为人们提供大量的清洁能源，能有效地解决能源问题和环境问题，实现社会的可持续发展。

太阳能电池是基于光电效应或是光化学反应的进行光电能源转化的装置。法国物理学家Becquerel于1839年首次发现了光生伏特效应，即光线照射在蓄电池的金属电极上能使伏特计产生微弱的响应。在1876年，英国的Adams等发现，太阳光也能使硒半导体产生类似的变化。这些变化产生的原理是：太阳光对半导体p-n结的照射会对激发出大量的电子-空穴对，在材料内部的场效应作用下，电子和空穴得到分离并向阴阳两极进行迁移。即空穴迁移至p区，电子迁移至n区，进而产生光电流。Fritts于1883年制备得到了Ge上镀Au的半导体/金属太阳能电池，其光电转化效率仅达到1%[1]。1954 年美国的Pearson，Fuller和Chapin等人首次制备得到了硅基太阳能电池，其效率达到了4.5% [2]，这样大幅提升效率使得太阳能电池的光电转化研究进入了一个新时代。此后的太阳能电池的发展可大致划分为三个阶段：第一代太阳能电池，指的是硅基太阳能电池，包括单晶硅和多晶硅，目前所得的最高光电转化效率分别为25%和20.4%[3]。第二代太阳能电池，硅基薄膜太阳能电池，包括非晶硅和多晶硅，主要以SiH4或 SiHCl3为硅源进行制备，其制备方法为化学气相沉积法（CVD）或等离子体化学气相沉积法（PECVD）。其优势在于可进行快速、大量且低成本的生产，目前所得的最高光电转化效率为20.1%[4]。第三代太阳能电池，主要是一些具备高光电转化效率