基于SnO2致密层的钙钛矿太阳能电池研究开题报告
2020-02-10 23:02:52
1. 研究目的与意义（文献综述）
2009年miyasaka用ch3nh3pbx3(x=br,i)代替基于液体电解质的染料敏化电池的染料[1,2]。由染料敏化电池演化而来的钙钛矿太阳能电池在2012年取得了重大突破与进展——snaith等将电子传输层由tio2替换为al2o3得到了10.9％的光电转化效率[3,4]。2013年后钙钛矿太阳能电池更是取得迅猛发展，其转换效率从2009年的3.8%[5]发展到2016年的22.1%[6]，并凭借着效率高，造价低，能耗小，制备简单，绿色环保[6,7]，柔性可穿戴等优势取得了广泛的应用[8,9,10]。现在tio2、al2o3已得到普遍运用，但也存在一些问题，比如需要高温处理、对紫外光敏感、有较低的电子迁移率等。[7,11]sno2所具有的高迁移率、宽带隙、深导带和价带等优点使其得到了广泛关注[12]。sno2既可以用作钙钛矿电池的致密层，也可用作介孔层，具有优越的光学性能、电学性能和稳定性[13]。2015年，使用低温溶胶法制备的基于sno2纳米晶体电子传输层的平面钙钛矿太阳能电池的功率转换效率超过17%，之后其他小组也完成了基于sno2电子传输层的平面钙钛矿太阳能电池的研究[14]。
钙钛矿材料的双向自传输性不仅可以提供电子-空穴对，还可以传输空穴，为取消空穴传输层提供可能。2012年，l. etgar等人组装了基于fto/ tio2/ ch3nh3pbi3/ au的无空穴传输层psc，效率达到了7.3％[13]。取消空穴传输层可以极大地降低成本并且简化电池结构，同时还能保证一定的效率。因此，无空穴传输层钙钛矿电池具有很高的商业应用价值。
2. 研究的基本内容与方案
研究的基本内容
认识致密层在钙钛矿太阳能电池中的作用主要是传输电子并阻挡空穴的传输。理论上在钙钛矿太阳能电池中使用 sno2作为致密层，可以取得比现在常见的电子传输材料tio2和zno更好的效果，这将会对电子的传输产生积极的作用，且对减少电荷复合更加有利，可以促进柔性衬底电池的开发。本次研究基于sno2致密层的钙钛矿太阳能电池的制备并优化电池结构提升电池性能。
3. 研究计划与安排
第1－2周：查阅相关文献资料，明确研究内容，基本确立研究思路，掌握钙钛矿太阳能电池的原理，掌握和研究sno2致密层的制备方法，组装钙钛矿太阳能电池，完成开题报告。
第3－4周：研究使用贵金属（ag, au等）复合sno2致密层对太阳能电池效率的影响。
第5－6周：研究致密层退火温度对太阳能电池效率的影响。
4. 参考文献（12篇以上）
[1] liangbin xiong, minchao qin, cong chen, et al. fully high-temperature-processed sno2 as blocking layer and scaffold for efficient, stable, and hysteresis-free mesoporous perovskite solar cells[j]. advanced functional materials, 2018, 28(1706276): 1-10.
[2] 杨英, 高菁, 崔嘉瑞, 等. 钙钛矿太阳能电池的研究进展[j]. 无机材料学报, 2015, 30(11): 1131-1138.
[3] michael m. lee, joёl teuscher, tsutomu miyasaka, et al. efficient hybrid solar cells based on meso-superstructured organometal halide perovskites[j]. 2012, 338(6107): 643-647.
