1. 研究目的与意义（文献综述）

近年来，能源短缺问题已经成为阻碍经济发展和世界和平的首要问题，是世界各国关注的焦点。传统的化石能源不仅储量有限、不可再生，其使用过程中还会给环境带来巨大的污染。太阳能电池作为一种清洁可再生的能源正受到越来越多的关注，对于解决能源危机具有重要的意义。在此背景下，开发新型高效率低成本太阳能电池引起各国研究者的巨大兴趣。有机金属卤化物钙钛矿结构太阳能电池是一种以全固态钙钛矿结构作为吸光材料的太阳能电池，其能隙约为1.5 ev，消光系数高，几百纳米厚的薄膜即可充分吸收800nm以下的太阳光，在光电转换领域具有重要的应用前景。

钙钛矿太阳电池是由染料敏化电池演化而来。ch₃nh₃pbx₃材料吸收系数高达10的5次方；通过调节钙钛矿材料的组成，可改变其带隙和电池的颜色，制备彩色电池。另外，钙钛矿太阳电池还具有成本低，制备工艺简单，以及可制备柔性、透明及叠层电池等一系列优点，而且其独特的缺陷特性，使钙钛矿晶体材料既可呈现 n 型半导体的性质，也可呈现 p 型半导体的性质，故而其应用更加多样化。而且ch₃nh₃pbx₃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。

用于钙钛矿太阳能电池（psc）和染料敏化太阳能电池（dssc）的致密层在太阳能电池器件的性能中起着非常重要的作用，它能通过在衬底/电解质界面处的背反应来减少电子损失。致密层可以是f掺杂氧化锡（fto）衬底表面上的致密膜。最近的研究表明，tio₂， zno，和sno₂ 纳米晶体是光伏器件中有效的致密层材料。其中，具有宽带隙的sno₂的氧化物半导体表现出比tio₂更高的透明性和载流子传输能力，其在太阳能电池器件的整体转换效率方面表现出进一步的优势。

2. 研究的基本内容与方案

第一步：明确钙钛矿太阳能电池的工作原理和研究进展。钙钛矿太阳能电池作为第三代新型太阳能电池，自2012年以来研究发展非常迅速，其最高转化效率已超过20%。通过查阅相关文献深入了解钙钛矿太阳能电池的工作原理，对其内部各层结构的功能作用、内部微观粒子的运动、载流子传输机制等以及其转化效率、稳定性等专业指标做深入学习。另外，还应对各种类型的钙钛矿太阳能电池进行了解和比较。然后对现今国内外钙钛矿太阳能电池的研究进展进行深入了解，对相关的内容和研究进展加以总结。

第二步：学习致密层sno₂:yb³ , er³ 在太阳能电池中的优异作用以及其在太阳能电池中甚至光电设备中的应用。稀土离子由于其特殊的物理性质和光电特性，在太阳能电池中可谓异军突起。分析致密层sno₂:yb³ , er³ 对太阳能电池性能提高的机理，通过对基于致密层sno₂:yb³ , er³ 的太阳能电池的各项专业指标的分析来总结致密层sno₂:yb³ , er³ 对电池各种性能的改善。然后，了解一下致密层sno₂:yb³ , er³ 在光电设备中的应用。

第三步：学习致密层sno₂:yb³ , er³ 的制备。新型太阳能电池的发展需要改进钙钛矿电池的制备工艺。钙钛矿太阳能电池作为一种新型的薄膜太阳能电池， 其制备工艺与其他薄膜电池类似，例如旋转涂覆法(溶液旋涂法)、真空蒸镀法(气相法)等，比较常见的有一步溶液法、两步溶液法、蒸发法以及溶液-气相沉积法等。目前, 最常见且发展最快、应用最广的制备方法是溶液旋涂法。了解学习其制备方法，并总结比较各种制备方法的优点和不足。

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，对所研究内容做一个大体了解，学习国内外致密sno₂:yb³ ,er³ 钙钛矿太阳能电池中应用的研究进展。确定方案，完成开题报告。

第4-5周：通过查阅文献深入学习钙钛矿太阳能电池的工作原理以及研究进展。

第6－7周：通过查阅文献学习致密层sno₂:yb³ , er³ 对太阳能电池性能的影响。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]wang h q, batentschuk m, osvet a, et al. rare‐earth ion doped up‐conversion materials for photovoltaic applications[j]. advanced materials, 2011, 23(22‐23):2675-2680.

[2]xiao y, han g, yue j, et al. multifunctional rare‐earth‐doped tin oxide compact layers for improving performances of photovoltaic devices[j]. advanced materials interfaces, 2016, 3(24):1600881.

[3]messous m y, afia z e, haddou n, et al. rare earth er3 /yb3 codoped-sol gel sno2 for up converter solar cell[j]. journal of materials amp; environmental science, 2017, 8(7):2322-2326.