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钙钛矿太阳能电池的制备及其光电化学性能研究

近些年来,研究报道的钙钛矿太阳能电池的光电转化效率值越来越高,引起了科研工作者的广泛关注。光生电子-空穴在钙钛矿材料中具有低复合速率,高迁移率,因此具有可观的扩散长度,这些特点极大促进了其逐步发展成为一种转化效率高的太阳能电池,同时,钙钛矿太阳能电池也具有价格成本低廉、制备方法简单、结构形式多样等优点。但其仍存在着对外部环境敏感,内部机理不明确等问题。本文中,我们重点研究了湿度对基于TiO2为致密层的平板结构钙钛矿太阳能电池的结构和性能的影响,并分析研究其影响机理;采用液相两步法合成了基于ZnO纳米线为骨架层的钙钛矿太阳能电池,研究其成分、组织结构、形貌对电池性能的影响,优化制备条件和组织结构,分析其生长机制。主要研究结果如下:1.空气环境中湿度对钙钛矿太阳能电池微观形貌与光电效率的影响有机无机卤化钙钛矿太阳能电池中钙钛矿吸收层对外界的湿度非常敏感,所以目前绝大多数钙钛矿太阳能电池的制备、封装都是在手套箱中完成的。从便于工业规模化角度,本文在全空气环境下,采用气相辅助溶液法制备了平板结构的钙钛矿太阳能电池,研究了不同外界湿度与钙钛矿膜形貌、电池效率之间的关系。采用SEM和XRD电镜表征了不同湿度下钙钛矿的微观结构,分析其形成过程和生长机制,并测试了其紫外-可见吸收光谱,并从可能的化学反应角度,分析

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