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铅卤钙钛矿太阳能电池的制备及湿稳定性研究

李亦回  
【摘要】:太阳能作为一种取之不尽用之不竭的清洁能源,具有广泛的运用前景,而利用太阳能电池技术将太阳能转换为电能是使用太阳能的主要方式之一。其中钙钛矿太阳能电池则是目前光伏技术的研究热点。钙钛矿薄膜作为钙钛矿太阳能电池中的光吸收层,直接决定了钙钛矿太阳能电池的性能。本文的第一个工作通过采用氯化甲胺(MACl)辅助溶剂工程的方法制备出了高结晶性大晶粒的有机无机钙钛矿薄膜(FAPbI_3)_(0.85)(MAPbBr_3)_(0.15),通过优化MACl添加量,研究MACl对钙钛矿结晶过程的影响,结果表明0.15摩尔比MACl添加量为最佳量,从而获得了高质量的钙钛矿薄膜。然而有机无机杂化钙钛矿材料存在长时间热稳定性较差等问题,而全无机钙钛矿材料具有良好的热稳定性,但是存在相不稳定问题。因此第二个工作是评估了全无机钙钛矿CsPbI_2Br在不同湿度下的稳定性,同时指出掺杂在空穴传输材料Spiro-OMeTAD中Li-TISF由于其易水解的性质导致电池器件的湿稳定性,并提出需要开发非掺杂型空穴传输材料取代Li-TISF掺杂的Spiro-OMeTAD,才能获得高稳定性高效率的全无机钙钛矿太阳能电池。第三个工作采用全无机钙钛矿薄膜表面旋涂不同长度碳链的胺盐乙胺碘、丙胺碘和丁胺碘,比较其抗湿作用,通过比较湿稳定性,最终发现2mg/ml丁胺碘处理能在提高钙钛矿相稳定性的同时不降低电池性能。本论文从有机无机杂化钙钛矿和全无机钙钛矿两个方向入手,完善制备工艺,探究薄膜稳定性和寻找可能的解决方法,为钙钛矿电池领域的发展做出了一定的贡献。


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