2。5 本章小结12
3 钙钛矿薄膜的制备及光谱测量13
3。1 钙钛矿薄膜的制备13
3。1。1 实验前的准备工作13
3。1。2 CH3NH3PbI3薄膜的制备13
3。2 光谱的测量14
3。2。1 CH3NH3PbI3薄膜的吸收谱测量14
3。2。2 CH3NH3PbI3薄膜的光致发光(PL)谱测量14
3。3 测量结果及分析14
3。3。1 吸收光谱14
3。3。2 光致发光(PL)谱17
3。4 本章小结17
4 钙钛矿太阳能电池器件性能的测试18
4。1 钙钛矿太阳能电池简介18
4。2 CH3NH3PbI3钙钛矿太阳能电池的制备18
4。3 器件的JV曲线测试及数据分析19
4。4 本章小结20
结论 22
致谢 23
参考文献24
1 引言
能源是我们人类当今社会快速发展的的基础保障。随着经济的飞速发展,人们对于能源的需求量也越来越大,传统能源如煤炭和石油,由于资源有限以及不可再生性等因素的限制,导致其在将来不能够满足人们的需求,所以对于其它形式的可再生能源的开发是非常重要的。其中太阳能的开发和利用也便成为解决能源问题的关键点之一。太阳能是由其内部发生连续不断的核聚变反应而产生,并且以辐射的形式放出,其总辐射能量的22亿分之一可以被地球所接受到,尽管这个比例看起来非常的小,但每秒照射到的能量却还是非常的巨大,大约为173000千瓦·时(kW·h),是非常有发掘潜力的一种清洁能源[2]。论文网
1。1 太阳能电池简介
太阳能电池是一种利用光电效应或者光化学反应把光能转化成为电能的装置。当然,我们日常所见到的大多数太阳能电池都是以光电效应的方式工作,而利用光化学效应工作方式的太阳能电池的研发还处于起步阶段。
1。1。1 太阳能电池的发展
太阳能电池也已经发展了几十年,有较多的种类,但是总体来说太阳能电池总共发展出来了三代:第一代太阳能电池主要是单晶硅太阳能电池和多晶硅太阳能电池[3]。这代太阳能电池的发展时间最长,也是最为成熟的,但是前期投入的成本依然有点高。第二代太阳能电池则是以薄膜材料为主的太阳能电池[4]。第二代太阳能具有易制备和易规模化生产等优点。第三代太阳能电池[5]主要为现在出现的一些新型太阳能电池。
尽管现在已经出现了三代的太阳能电池,但是目前硅电池在市场上依然占有着主要的地位,同时由于硅太阳能电池的发展其前期投入的成本过高,限制了整个光伏产业的发展,所以对于第二代太阳能电池和第三代太阳能电池的开发和研究是非常有必要的,这也是解决能源问题的一个重要因素。
1。1。2 太阳能电池分类
太阳能电池按照使用的材料也可以分为以下三类:硅太阳能电池、化合物太阳能电池、有机半导体太阳能电池[6]。其中硅太阳能电池的发展是时间最长的同样也是最为成熟的。
薄膜电池按照材料结晶状态可以分为晶体薄膜式、非结晶系薄膜式两类,其中晶体薄膜又可细分为单晶薄膜和多晶薄膜。
无机半导体是化合物太阳能电池的主要成分,该类太阳能电池可以分为:III-V 族化合物太阳能电池(如GaAs)、II-VI 族化合物太阳能电池(如CdS/CdTe)和三元(I-III-VI 族)化合物太阳能电池(CuInSe2)[7]。
有机太阳能电池[8]的主要成分为具有光敏性质的有机半导体材料。器件依据活性材料可以分为双层异质结器件和体异质结器件。