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1、分類號：TN304.2密級：公開UDC：620編號：201321801023河北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文平面型鈣鈦礦結(jié)構(gòu)CH3NH3PbI3薄膜的可控制備及光伏性能研究論文作者：褚義霞學(xué)生類別：全日制學(xué)科門類：工學(xué)學(xué)科專業(yè)：材料物理與化學(xué)指導(dǎo)教師：郝秋艷職稱：教授資助基金項目：天津市自然科學(xué)基金（NO.16JCYBJC17500）DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofMaterialsPhysicsandChemistryCONTROLLABLEPREPARATIONOFP
2、LANARPEROVSKITECH3NH3PbI3THINFILMFORPHOTOVOLTAICPROPERTIESSTUDYSbyChuYixiaSupervisor:Prof.HaoQiuyanMarch2017ThisworkissupportedbytheNaturalScienceFoundationofTianjin(NO.16JCYBJC17500)摘要近些年來，全球變暖、環(huán)境污染、能源危機(jī)時刻威脅著人類的身體健康和全球經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。太陽能，作為取之不盡用之不竭的新型能源，一直被人們廣泛關(guān)注著，尤其是在光伏太陽電池領(lǐng)域的應(yīng)用，目前制備工藝最成熟、應(yīng)用最
3、廣的太陽能電池是硅太陽能電池，效率已經(jīng)達(dá)到了25%，但硅太陽電池制備成本高，限制了其應(yīng)用領(lǐng)域。近年來，鈣鈦礦結(jié)構(gòu)太陽能電池的迅速發(fā)展受到廣泛關(guān)注，但是要想商業(yè)化生產(chǎn)還有許多問題需要解決，能夠同時溶解有機(jī)成分和無機(jī)成分的溶劑很少，并且傳統(tǒng)的溶劑（DMF等）不利于控制薄膜晶粒的大小；雖然當(dāng)前電池的穩(wěn)定性在逐步提高，但距商業(yè)化還有一定距離。本論文主要采用了綠色有機(jī)溶劑1-乙基-2-吡咯烷酮（NEP）來溶解PbI2和PbBr2粉末，采用浸漬提拉法制備PbI2和PbBr2前驅(qū)體薄膜，研究了不同熱處理溫度、時間對PbI2前驅(qū)體薄膜形貌及晶粒尺寸的影響，結(jié)果表明70℃下熱處理20mi
4、nPbI2前驅(qū)體薄膜具有很好的結(jié)晶性和致密性；實驗還研究了PbI2前驅(qū)體薄膜形貌及晶粒尺寸對CH3NH3PbI3薄膜形貌的影響，結(jié)果表明當(dāng)PbI2前驅(qū)體薄膜的熱處理溫度為70℃，熱處理時間為20min時，所得的CH3NH3PbI3薄膜表面平整度高，晶粒尺寸大小均勻。所以選取此條件下的PbI2前驅(qū)體薄膜用于后續(xù)實驗。其次研究了利用氣相輔助液相法在PbI2前驅(qū)體薄膜上蒸鍍CH3NH3I粉末的蒸發(fā)時間及蒸發(fā)溫度對CH3NH3PbI3薄膜質(zhì)量的影響，結(jié)果表明在150℃下反應(yīng)2h時制備的CH3NH3PbI3薄膜致密度和表面平整度最佳，選擇此條件下的薄膜制備了結(jié)構(gòu)FTO/c-TiO
5、2/CH3NH3PbI3/Spiro-OMe-TAD/Ag的太陽電池,測得光電轉(zhuǎn)換效率為10.2%。此外，本論文還對比了在PbI2前驅(qū)膜蒸鍍CH3NH3Br以及在PbBr2前驅(qū)體薄膜上蒸鍍CH3NH3I的工藝對CH3NH3Pb(I1-xBrx)3吸收層質(zhì)量的影響，找到最佳薄膜制備工藝條件，并分析了成分x值對鈣鈦礦吸收層穩(wěn)定性的影響，當(dāng)x值為0.5時，CH3NH3Pb(I1-xBrx)3表現(xiàn)較好的穩(wěn)定性。關(guān)鍵詞:鈣鈦礦型太陽能電池1-乙基-2-吡咯烷酮(NEP)氣相輔助液相法CH3NH3Pb(I1-xBrx)3穩(wěn)定性IABSTRACTInrecentyears,globa
6、lwarming,environmentalpollution,energycrisisthreathuman'shealthyandeconomicsustainabledevelopment.Becausesolarenergywillneverbeusedup,moreandmorescientistsputtheireyesonit.Atpresent,themostmatureandwidelyusedsolarcellissiliconsolarcell,it,sconversionefficiencyhasreached25%.However,thecos
7、tofpreparationofsiliconsolarcellsisveryhigh,whichlimitsitsapplication.Thisyears,Therapiddevelopmentofperovskitesolarcellshasattractedwideattention,atthetimetherearemanyproblemsmusttobesolvedifwewanttoputitintocommercialproduction.Thereisveryasmallamountofsolventwhichcansi
