二元金属混合钙钛矿的可控制备和光电性能的研究任务书
2020-05-25 23:40:07
1. 毕业设计(论文)的内容和要求
钙钛矿太阳能电池是基于有机无机杂化钙钛矿活性吸光材料的一类新兴太阳能电池,其光电转化效率从2009年的3.8%快速增加到2014年初的19.3%,[1,2]到2015年初,韩国化学技术研究所又将光电转换效率提升到20.1%,[3]引起了国际学术界的高度重视。钙钛矿具有abx3晶型的结构 (a:cs 、ch3nh3 、ch(nh2)2 ;b:pb2 、sn2 ;x:cl-、br-、i- ),以金属pb或sn原子为八面体核心、卤素原子为八面体顶角、有机甲氮基团位于面心立方晶格顶角位置,构成三维骨架,使得晶体结构得以稳定。这种有机卤化物的吸收系数高达105,[4]激子散射长度达到1微米,[5]电子空穴迁移率高达25 cm2v#183;s#8722;1,[6]激子结合能却只有50 mev,[7]这些优点使得以ch3nh3pbi3为代表的钙钛矿材料成为理想的钙钛矿太阳能电池活性材料。钙钛矿材料具有廉价、可溶液制备的特点,便于采用不需要真空条件的卷对卷技术制备,这为钙钛矿太阳电池的大规模、低成本制造提供可能。
事实上,通过调节钙钛矿材料的组成,可改变钙钛矿的带隙,吸收波长可从紫外调控到红外区。[8]因此,本毕业设计通过采用两种金属离子混合的形式,改变钙钛矿结构中金属的组分,来调控钙钛矿薄膜的质量和光电性能。钙钛矿光电性能取决于钙钛矿薄膜的质量,如具有针孔的薄膜将导致器件短路、开路电压减小和电子空穴复合增加等,因此,合理的控制钙钛矿的成核和生长将至关重要。二元金属混合钙钛矿材料的可控制备将为钙钛矿薄膜的生长提供一条新的思路。而且,通过调控金属离子的混合比例将有效的调节其带隙、激子散射和载流子传输等,这将为进一步的器件设计给予指导。
毕业设计的要求:
2. 参考文献
[1] kojima, a.; teshima, k.; shirai, y.; miyasaka, t. j. am. chem. soc. 2009, 131, 6050-6051.
[2] zhou, h. p.; chen, q.; li, g.; luo, s.; song, t. b.; duan, h. s.; hong, z. r.; you, j. b.; liu, y. s.; yang, y. science 2014, 345,542-546.
[3] yang, w. s.; noh, j. h.; jeon, n. j.; kim, y. c.; ryu, s.; seo, j.; seok, s. i. science 2015, 348,1234-1237.
3. 毕业设计(论文)进程安排
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