钙钛矿太阳能电池SnO2介孔层掺杂研究开题报告

 2020-02-20 10:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

由于近年来全球气候的异常以及大量石油燃料的消耗,已造成大气中二氧化碳等温室气体的浓度迅速增加,产生越来越明显的全球气温上升,对整个人类赖以生存的生态环境造成了日益明显的负面冲击。因此,可再生能源技术的开发成为当今的发展趋势。绿色可再生嫩原之中,具有诸多优点的太阳能光电的发展受到极大瞩目。

人类对低成本、高转换效率光伏器件的探索从没有止步,充分利用太阳能是解决人类目前资源短缺的重要措施。2009年,钙钛矿太阳能电池首次被提出。2012年8月以后,人们对该电池的研究取得了一系列的重大突破,国际学术界对此高度重视。目前,钙钛矿太阳能电池已然成为当今光伏领域内最重要的研究热点之一。

钙钛矿电池主要由导电玻璃、致密层、介孔层、钙钛矿层构成,本文着重讨论对低温介孔层的研究。介孔层具有很高的比表面积和孔隙率,因为这些优良特性,介孔材料得到了广泛的应用和研究,研究者通常用的是介孔氧化物。如今钙钛矿电池被视为新兴领域,在其上面的研究不是很多,在介孔层掺杂上的讨论也是少之又少,目前有很大的发展潜力。在掺杂方面有研究者将稀土eu离子掺杂进二氧化钛介孔层中,这样可以把部分紫外光吸收转化为可见光,来达到提高钙钛矿光电池的转化效率这样可使电池的光电转换效率从15.85%提高到17.90%,提高了13.3%[1]。为了优化介孔层,研究者在基于乙醇-盐酸、水-盐酸两种不同的溶剂分别制备了两种二氧化钛纳米棒结构材料,通过对比得出了基于水-盐酸溶剂制备的二氧化钛纳米棒在结构、表面形貌、光电性能上具有更加有序的表面形貌和更高的方向性[2]

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2. 研究的基本内容与方案

研究的基本内容

该课题的研究内容是对钙钛矿太阳能电池介孔层掺杂后的特性研究。介孔层是钙钛矿太阳能电池的可选膜层结构,主要作用是作为钙钛矿层的支架或多孔的载体,从而有利于钙钛矿敏化剂膜层的均匀和致密成膜,在制备钙钛矿电池的基础上由介孔层的掺杂电池效率的影响情况,介孔层的离子掺杂能有效地改变能带结构、增加电导率、减少陷阱密度,从而提高钙钛矿太阳能电池效率。研究介孔层不同金属离子掺杂及金属离子不同掺杂浓度对电池效率的影响,寻求最优方法提高电池性能。

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3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,明确研究内容,基本确立研究思路,完成开题报告;

第4周:掌握钙钛矿太阳能电池的原理及介孔层的制备方法。熟悉实验的操作规范、流程及注意事项;

第5-8周:制备不做掺杂处理的钙钛矿太阳能电池,记录下转换效率,已备与掺杂作比较。

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4. 参考文献(12篇以上)


  1. [1] 李俊峰, 王肖丽, 秦建强,等. 钙钛矿太阳能电池介孔层的优化研究[c]// 新型太阳能电池学术研讨会. 2016.

    [2] yao x, zhao c, kong j, et al. dopamine-assisted one-potsynthesis of zinc ferrite-embedded porous carbon nanospheres for ultrafast andstable lithium ion batteries [j]. chemcommun 2014, 50(93): 14597-14600.

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