鈣鈦礦薄膜生長研究及光伏器件應(yīng)用

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1、ｍ碩士學(xué)位論文＿鈣鈦礦薄膜生長研究及光伏器件應(yīng)用作者姓名莫佳杰學(xué)校導(dǎo)師姓名、職稱張春福教授企業(yè)導(dǎo)師姓名、職稱盧剛高工申請學(xué)位類別工程碩士Ｉ西安電子觀大學(xué)學(xué)位論文獨創(chuàng)性（或創(chuàng)新性）聲明秉承學(xué)校嚴謹?shù)膶W(xué)風(fēng)和優(yōu)良的科學(xué)道德，本人聲明所呈交的論文是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研宄工作及取得的研宄成果。盡我所知，除了文中特別加以標注和致謝，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果中所羅列的內(nèi)容以外；也不包含一為獲得西安電子科技大學(xué)或其它教育機構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我同工作的同事對本研究所做的任何貢獻均己在論文中作了明確的說

2、明并表示了謝意。一學(xué)位論文若有不實之處，本人承擔(dān)切法律責(zé)任。，ｒ：：義日期本人簽名西安電子觀大學(xué)關(guān)于論文使用授權(quán)的說明本人完全了解西安電子科技大學(xué)有關(guān)保留和使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識產(chǎn)權(quán)屬于西安電子科技大學(xué)。學(xué)校有權(quán)保留送交論文的復(fù)印件，允許查閱、借閱論文；學(xué)?？梢怨颊撐牡娜炕虿糠謨?nèi)容，允許采用影印、?？s印或其它復(fù)制手段保存論文同時本人保證，結(jié)合學(xué)位論文研宄成果完成的論文、發(fā)明專利等成果，署名單位為西安電子科技大學(xué)。保密的學(xué)位論文在年解密后適用本授權(quán)書。＿本人簽名：導(dǎo)師簽名加“

3、’廣日期：：日期學(xué)校代碼10701學(xué)號1511122718分類號TN4密級公開西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文鈣鈦礦薄膜生長研究及光伏器件應(yīng)用作者姓名：莫佳杰領(lǐng)域：集成電路工程學(xué)位類別：工程碩士學(xué)校導(dǎo)師姓名、職稱：張春福教授企業(yè)導(dǎo)師姓名、職稱：盧剛高工學(xué)院：微電子學(xué)院提交日期：2018年4月GrowthMechanismStudyofPerovskiteThinFilmandItsApplicationinPhotovoltaicCellsAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequi

4、rementsforthedegreeofMasterinIntegratedCircuitEngineeringByMoJiajieSupervisor:ZhangChunfuTitle:ProfessorSupervisor:LuGangTitle:SeniorEngineerApril2018摘要摘要自2009年以來，有機-無機鈣鈦礦太陽能電池結(jié)構(gòu)走過了敏化結(jié)構(gòu)、介孔結(jié)構(gòu)、柱狀結(jié)構(gòu)以及平面異質(zhì)結(jié)這四個階段，其能量轉(zhuǎn)化效率也從最初的3.8%急劇提升到22.6%。效率的提升主要源自于對鈣鈦礦材料組分的優(yōu)化以及與鈣鈦礦接觸的界面材料的改進優(yōu)化。本文所進行的實驗研究全部基于PED

5、OT:PSS的平面反型結(jié)構(gòu)，因為其具有全溶液法、方法簡單高效、適用于低溫情況下的柔性襯底。但是到目前為止，該結(jié)構(gòu)的電池能量轉(zhuǎn)化效率普遍低于介孔結(jié)構(gòu)的電池。因而，我們希望通過探索鈣鈦礦材料本身在動態(tài)生長時的結(jié)晶過程，以及對二步溶液旋涂法的改進，進而達到提升PEDOT:PSS結(jié)構(gòu)的倒置鈣鈦礦太陽能電池性能的目的。主要內(nèi)容如下:1）對傳統(tǒng)兩步旋涂溶液法進行優(yōu)化制備平面反型鈣鈦礦太陽能電池，在MAI前體溶液中添加適量的極性溶劑DMF，以此控制了鈣鈦礦結(jié)晶的速度，解決了剩余碘化鉛殘留的問題，器件的平均轉(zhuǎn)化效率（PCE）超過了15%，開路電壓（VOC）達到0.98~1.01V，短路電流密度

6、（J2SC）達到20~22mA/cm，填充因子（FF）為77%~80%；2）在改進的二步旋涂法基礎(chǔ)上，對極性溶劑添加劑DMF的量進行了優(yōu)化，并確定了在MAI前體溶液中添加0.9%vol的DMF所制備的器件性能最優(yōu)且穩(wěn)定性最佳；3）探索了FA摻雜對鈣鈦礦材料帶隙的調(diào)制作用，基于改進的二步溶液旋涂法制備混合鈣鈦礦材料，發(fā)現(xiàn)FA摻雜能有效提升材料在近紅外波段的光吸收能力，通過實驗進一步確認當(dāng)MAI/FAI前體溶液比例為7:3時，制備的器件效率最優(yōu)，其能量轉(zhuǎn)化效率（PCE）達到17.2%，開路電壓（VOC）為0.92V，填充因子（FF）為78.9%，短路電流（J2SC）為23.7mA/

7、cm。關(guān)鍵詞：平面異質(zhì)結(jié)，鈣鈦礦太陽能電池，二步旋涂法，極性溶劑添加劑，帶隙調(diào)制IABSTRACTABSTRACTSincethereportofsolar-to-electricityconversionin2009,theorganic-inorganicperovskitesolarcellstructurehasundergonefourstagesofsensitizedstructure,mesoporousstructure,columnarstructureandplanar