有機(jī)-無機(jī)雜化鈣鈦礦材料的制備及在光伏電池和光檢測器中的應(yīng)用.pdf

1、隨著能源問題的日漸突出，太陽能的開發(fā)與利用備受重視。近幾年，鈣鈦礦太陽能電池掀起了光伏領(lǐng)域的研究熱潮。鈣鈦礦作為直接半導(dǎo)體材料，在太陽能電池中既可作為光吸收層，又具備傳輸電子和空穴的能力，其物理和化學(xué)性質(zhì)引起了人們的廣泛關(guān)注。本論文選擇了有機(jī)-無機(jī)雜化鈣鈦礦中的CH3NH3PbI3作為研究對象，開展了材料合成條件的優(yōu)化，并探索了器件結(jié)構(gòu)對性能的影響。主要進(jìn)行了以下幾方面的研究：
　　1.合成了CH3NH3PbI3鈣鈦礦單晶材料，并

2、制得了基于鈣鈦礦的太陽能電池。利用UV-Vis、XRD、SEM等技術(shù)對所得單晶的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。研究表明該材料屬于四面體晶型的單晶納米片以及納米線結(jié)構(gòu)，具備有400 nm-790 nm的寬光譜吸收。將該材料應(yīng)用于太陽能電池的功能器件制備，得到了10％左右的能量轉(zhuǎn)化效率。
　　2.研究了鈣鈦礦生長過程中反應(yīng)時長與反應(yīng)溫度的影響。通過對比連續(xù)反應(yīng)與間斷反應(yīng)中不同反應(yīng)時長以及不同反應(yīng)溫度下材料的生長狀況，優(yōu)化器件工藝，獲得膜層制備可控、

3、器件效率較高的鈣鈦礦太陽能電池。
　　3.將WS2-P3HT復(fù)合納米材料用作一種新型的空穴傳輸材料（HTM），制備了新型的鈣鈦礦太陽能電池。通過將聚-3-己基噻吩（P3HT）分散于WS2的氯仿溶液，合成了 WS2-P3HT有機(jī)-無機(jī)復(fù)合納米材料。將此復(fù)合材料用于鈣鈦礦太陽能電池器件中HTM修飾，取得了增強(qiáng)的光電轉(zhuǎn)換效率。
　　4.制備了基于二氧化鈦的鈣鈦礦光檢測器，研究了二氧化鈦形貌對檢測器性能的影響。合成了具有不同形貌的二