钙钛矿太阳能电池中钙钛矿层溶剂对电池性能的影响开题报告
2021-03-15 22:29:43
1. 研究目的与意义（文献综述）
1.1目的及意义
面对目前能源危机及环境污染，太阳能作为一种可再生能源，是满足全球范围内日益增长的能源需求的重要方法之一。将太阳能转换为电能的一种有效的方法是制备基于光生伏特效应的太阳电池。研发高效低成本的新型太阳电池是实现太阳能光伏发电广泛应用的技术基础。
钙钛矿太阳能电池作为新型电池，其光电转换率再不断提高，目前钙钛矿太阳能电池的转换率已达20%以上。钙钛矿太阳能电池具有高效的光电转换率、低廉的制造成本，将会是太阳能电池发展的热点。
1.2国内外的研究现状
不久前，上海交通大学韩礼元教授团队和苏州黎元新能源科技有限公司合作研发，使面积36平方厘米钙钛矿太阳能组件的能量转化效率突破了12%。
2. 研究的基本内容与方案
2.1研究的基本内容、目标
溶剂制备法是常用的钙钛矿薄膜制备工艺技术，具有成本低、工艺简单、效率高等优点，主要分为一步法和两步法。两步法制备钙钛矿太阳能电池的过程中碘化铅薄膜的质量对电池性能有显著的影响，在钙钛矿层的制备过程中使用不同的溶剂，或通过溶剂处理等方法调控碘化铅薄膜的形貌，增加薄膜覆盖率及质量，以改善太阳能电池的性能。研究不同钙钛矿层溶剂（DMF、DMSO、GBL等）和溶剂处理（反溶剂法等）方法对钙钛矿层成膜及电池效率的影响，通过对钙钛矿层的优化提高电池效率。
2.2拟采用的技术方案及措施
本次设计使用两步法（先在衬底上制备PbI2薄膜，然后将MAI旋涂或浸泡反应得到钙钛矿薄膜）制备钙钛矿太阳能电池，通过溶剂预处理的方法调控碘化铅薄膜的形貌达到改善太阳能电池性能的目的。通过分析X-ray diffraction（XRD）特征衍射峰的改变证明在使用溶剂处理后，钙钛矿层碘化铅残留的有所降低，随后使用scanning electron microscope（SEM）观察溶剂处理前后的碘化铅和钙钛矿层截面和表面形貌，从薄膜的成膜过程和结构分析溶剂处理对制备钙钛矿电池的影响。最后通过电流-电压（I/V）测试，吸收测试和外量子效率（EOE）测试证明了溶剂处理对薄膜吸收和性能的改善。
3. 研究计划与安排
第1－3周：查阅15篇以上的文献资料，明确研究内容，基本确立研究思路，完成开题报告。
第4－6周：掌握钙钛矿太阳能电池的原理。
第7－8周：掌握钙钛矿层的制备方法。
4. 参考文献（12篇以上）
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