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1、碩士學(xué)位論文以PTAA為空穴傳輸層的倒置平面鈣鈦礦太陽能電池研究RESEARCHONINVEREDPLANNARPEROVSKITESOLARCELLSWITHPTAAASHOLETRANSPORTLAYER陳文波哈爾濱工業(yè)大學(xué)2018年6月國(guó)內(nèi)圖書分類號(hào)：O61學(xué)校代碼：10213國(guó)際圖書分類號(hào)：546密級(jí)：公開理學(xué)碩士學(xué)位論文以PTAA為空穴傳輸層的倒置平面鈣鈦礦太陽能電池研究碩士研究生：陳文波導(dǎo)師：葉騰凌副教授申請(qǐng)學(xué)位：理學(xué)碩士學(xué)科：無機(jī)化學(xué)所在單位：化工與化學(xué)學(xué)院答辯日期：2018年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:O61U.D.C
2、:546DissertationfortheMasterDegreeinChemistry↑RESEARCHONINVERTEDPLANNARPEROVSKITESOLARCELLSWITHPTAAASHOLETRANSPORTLAYERCandidate：WenboChenSupervisor：AssociateProf.TenglingYeAcademicDegreeAppliedfor：MasterofScienceSpeciality：InorganicChemistryAffiliation：SchoolofChemistryandChemicalEngine
3、eringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)理學(xué)碩士學(xué)位論文摘要迄今為止，p-i-n型器件結(jié)構(gòu)的平面異質(zhì)結(jié)鈣鈦礦太陽能電池由于其遲滯行為不明顯，制備溫度低，工藝簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)柔性化等優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用潛力巨大，受到了國(guó)內(nèi)外科研工作者的廣泛關(guān)注。在鈣鈦礦太陽能電池的研究中，空穴傳輸材料作為鈣鈦礦太陽能電池中至關(guān)重要的一層，需要具備良好的導(dǎo)電性，高的空穴遷移率，能級(jí)匹配以及良好的成膜性等性質(zhì)。聚[雙(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺](P
4、TAA)是目前p-i-n型器件結(jié)構(gòu)的平面異質(zhì)結(jié)鈣鈦礦太陽能電池比較典型的空穴傳輸材料。將其作為空穴傳輸層引入到鈣鈦礦太陽能電池，表現(xiàn)出優(yōu)良的器件性能。然而PTAA作為有機(jī)半導(dǎo)體聚合物同樣存在著導(dǎo)電性差的問題，尋找性能優(yōu)異的p型摻雜材料或者更為簡(jiǎn)單有效的處理方法來提高PTAA空穴傳輸性能是本論文的主要研究?jī)?nèi)容。在本論文中，我們首先使用強(qiáng)路易斯酸三（五氟苯基）硼烷(BCF)作為PTAA空穴傳輸材料的p型摻雜劑，來改性PTAA空穴傳輸材料，使其具有更優(yōu)的空穴傳輸性能。經(jīng)過摻雜改性處理的PTAA，電導(dǎo)率顯著增加，提高兩個(gè)數(shù)量級(jí)。此外，我們還發(fā)現(xiàn)可以通過光照處理BCF摻雜的PTA
5、A溶液進(jìn)一步提升其導(dǎo)電性質(zhì)。本文系統(tǒng)地研究了BCF摻雜和光照處理對(duì)PTAA空穴傳輸性能提升的機(jī)理，通過紫外可見吸收光譜、核磁、紅外、電子自旋共振、導(dǎo)電率測(cè)試等表征表明，由于BCF非常強(qiáng)的得電子能力，使得它與PTAA之間可以很容易的形成電子轉(zhuǎn)移復(fù)合物，該電子轉(zhuǎn)移復(fù)合物的形成大大增加了PTAA薄膜中空穴載流子的濃度。將上述薄膜應(yīng)用于鈣鈦礦太陽能電池，通過優(yōu)化BCF摻雜濃度，得到基于8%BCF摻雜質(zhì)量濃度的PTAA空穴傳輸層，表現(xiàn)出最優(yōu)的器件性能，最大光電轉(zhuǎn)化效率達(dá)到了18.50%，其中短路電流J2SC為22.37mA/cm，開路電壓VOC為1.06V，填充因子FF達(dá)到了0.
6、78，較未摻雜BCF的器件提升11.2%。如果將8%BCF摻雜PTAA溶液經(jīng)過1-3min光照處理，相應(yīng)的鈣鈦礦太陽能電池器件性能可以得到進(jìn)一步提升，最大光電轉(zhuǎn)化效率達(dá)到了19.07％，其中J2SC為23.17mA/cm，VOC為1.04V，F(xiàn)F達(dá)到了0.79。這項(xiàng)工作提供了一種簡(jiǎn)單而有效的方法來改善三苯胺類空穴傳輸材料的空穴傳輸性能，相應(yīng)平面異質(zhì)結(jié)鈣鈦礦太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率得到大幅提升。關(guān)鍵詞：鈣鈦礦太陽能電池；PTAA；p型摻雜劑；光誘導(dǎo)處理；分子間電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)理學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractUptonow,planarheterojunc
7、tionperovskitesolarcellswithp-i-ntypedevicestructurehaveattractedextensiveattentionbyscientificresearchers,duetotheirhysteresis-freebehavior,lowpreparationtemperature,simplefabricationprocess,andeasyimplementationofflexibility.Theholetransportmaterialisacruciallayerinthep
