气相反应法中不同铅源对钙钛矿晶体的性能影响研究开题报告

 2020-02-10 10:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)
近年来, 能源短缺问题已经成为阻碍经济发展和世界和平的首要问题, 是世界各国关注的焦点. 传统的化石能源不仅储量有限、不可再生, 其使用过程中还会给环境带来巨大的污染. 太阳能电池作为一种清洁可再生的能源正受到越来越多的关注, 对于解决能源危机具有重要的意义. 市场上应用最为广泛的太阳能电池为光伏硅电池,光伏硅电池中核心材料使用的是晶体硅,该晶体生产工艺复杂,生产成本较高,能耗比较大。而最新异军突起的钙钛矿太阳能电池则采用廉价的铅、卤素及胺盐,这些原料在地球上含量极其丰富,这大大降低了太阳能电池制作成本。钙钛矿太阳能电池由纳米晶致密层、钙钛矿型光活性层CH3NH3PbX3 (X= Cl、Br、I)、空穴传输层及对电极组成。其中光活性层吸光材料的种类及其成膜技术、空穴传输层材料类型及结构设计是影响钙钛矿太阳能电池光电性能的重要因素。在此背景下, 开发新型高效率低成本太阳能电池引起各国研究者的巨大兴趣. 有机金属卤化物钙钛矿全固态钙钛矿结构作为吸光材料的太阳能电池,其能隙约为1.5 eV, 消光系数高, 几百纳米厚的薄膜即可充分吸收800 nm以下的太阳光, 在光电转换领域具有重要的应用前景. 这种新型的太阳能电池最早在2009年由日本桐荫横滨大学的Miyasaka研究组提出, 当时效率仅有3.8%, 随后5年多来这类电池获得了突飞猛进的发展, 成果很快超过了其他类型电池积累数十年的研究,研究最高效率已达23.3%。大部分钙钛矿太阳能电池均采用碘化铅作为铅源以制备传统的MAPbI3钙钛矿。一般而言,碘化铅需要溶解在强极性溶剂(DMF、DMSO等)中,这些有机溶剂的环境不友好性将给钙钛矿的产业化与商业化道路带来极大的阻力。面对这样急需解决的问题,本论文将选用水或醇溶剂的的醋酸铅、硝酸铅、氧化铅等作为钙钛矿的铅源,并采用气相反应生成钙钛矿材料。
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