發(fā)布時(shí)間：2018-05-05 10:31

  本文選題：鈣鈦礦太陽能電池 + 甲脒��； 參考：《浙江大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：擬鹵素硫氰酸根SCN-離子的引入有利于提高鈣鈦礦太陽電池的性能。在CH3NH3PbI_3(MAPbI_3)鈣鈦礦體系中,引入硫氰酸鉛(Pb(SCN)_2)將形成層狀二維鈣鈥礦(MA)2Pb(SCN)_2I2。在MAPbI_3鈣鈦礦薄膜的制備中,微量的Pb(SCN)_2也能有效提高M(jìn)APbI_3薄膜質(zhì)量和電池的性能。目前,關(guān)于硫氰酸根(SCN-)的研究?jī)H限于MAPbI_3鈣鈦礦�；�于此,本論文以兩種硫氰酸鹽Pb(SCN)_2及NH_4SCN為研究對(duì)象,研究其在甲脒鈣釹礦薄膜的制備及其對(duì)相應(yīng)鈣鈦礦太陽電池性能的影響。我們首先將NH_4SCN應(yīng)用到FAPbI_3薄膜的一步法制備中。NH_4SCN能夠抑制黃色非鈣鈥礦相δ-FAPbI_3的形成,并提高黑色鈣鈥礦相α-FAPbI_3的結(jié)晶性。30 mol%的NH_4SCN使FAPbI_3薄膜為純?chǔ)料?增大晶體尺寸并改善薄膜形貌,使得FAbI3薄膜具有更好的濕穩(wěn)定性。30mol%的NH_4SCN將一步法制備的FAPbI_3太陽電池的效率由普通的5.94%提高到11.44%,同時(shí)也提高了電池的穩(wěn)定性。采用溶劑蒸發(fā)法成功制備了含有SCN-離子的三維鈣鈥礦FAPbI_3-x(SCN)x粉末,其晶體結(jié)構(gòu)與α-FAPbI_3相同,在常溫下會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)棣南嗟某燃t色粉末。在此過程中,NH_4SCN已不是充當(dāng)添加劑的角色,而是替換I-離子形成三維鈣鈦礦。旋涂法與溶劑蒸發(fā)法制備的鈣鈦礦組分不同,說明了不同制備條件與方法將影響最終得到鈣鈦礦的成分。在FAPbI_3薄膜的兩步法制備中,使用Pb(SCN)_2對(duì)PbI_2進(jìn)行摻雜。少量的Pb(SCN)_2能顯著增強(qiáng)FAPbI_3晶體的結(jié)晶性,并增大FAPbI_3的晶體尺寸。同時(shí),Pb(SCN)_2的加入使FAPbI_3薄膜更加光滑,提高了 FAPbI_3鈣鈦礦太陽電池的效率。然而,隨著Pb(SCN)_2摻雜比例的增大,FAPbI_3薄膜中PbI_2含量逐漸增多,過多的Pb(SCN)_2反而降低了電池的性能。Pb(SCN)_2的摻雜量為5%時(shí),FAPbI_3鈣鈦礦太陽電池效率提升最明顯,由原來的10.6%提高到13.3%。采用性能較好的FA-MA混合鈣鈦礦MA0.6FA0.4PbI_3體系,進(jìn)一步對(duì)NH_4SCN在其薄膜的兩步法制備中的作用進(jìn)行研究。隨著NH_4SCN量的增加,MA0.6FA0.4PbI_3鈣鈦礦的結(jié)晶性逐漸增強(qiáng)。同時(shí),NH_4SCN能有效增大MA0.6FA0.4PbI_3鈣鐵礦晶體尺寸并降低薄膜的表面粗糙度。當(dāng)NH_4SCN的添加量為2.5%時(shí),PVSCs具有最高的效率16.0%。本論文探究了 SCN-在甲脒鈣鈥礦及混合鈣鈥礦制備中的作用,得到新的甲脒鈣釹礦FAPbI_3-x(SCN)x,同時(shí)擴(kuò)展了甲脒鈣鈦礦薄膜的制備方法。這對(duì)于推動(dòng)甲脒鈣鈦礦太陽電池及新鈣鈥礦材料的發(fā)展具有重要的意義。
[Abstract]:The introduction of halogen thiocyanate (SCN-) ion can improve the performance of perovskite solar cells. In the Ch _ 3NH _ 3PbI _ 3 / MAPbI _ 3) perovskite system, the introduction of lead thiocyanate (Pb _ (2) SCN _ (2) will result in the formation of layered two-dimensional calcium and holmium ore (MA2PbSCN ~ (2). In the preparation of MAPbI_3 perovskite thin films, a small amount of Pb(SCN)_2 can also improve the quality of MAPbI_3 thin films and the performance of the batteries. At present, the study of SCN is limited to MAPbI_3 perovskite. Based on this, two kinds of thiocyanate Pb(SCN)_2 and NH_4SCN were studied in this paper, and their effects on the properties of perovskite solar cells were studied. We first applied NH_4SCN to the one-step preparation of FAPbI_3 thin films. NH _ 4SCN could inhibit the formation of 未 -FAPbI3, and increase the crystallinity of 偽 -FAPbI3 by increasing the crystallinity of 偽 -FAPbI3 in black calcium and holmium ore phase. 30 mol% NH_4SCN could make FAPbI_3 thin films pure 偽 phase, increase the crystal size and improve the morphology of FAPbI_3 films. The FAbI3 film has better wet stability. 30 mol% NH_4SCN can improve the efficiency of FAPbI_3 solar cells prepared by one-step method from 5.94% to 11.44%, and also improve the stability of FAPbI_3 solar cells. Three-dimensional calcium holmium ore FAPbI_3-x(SCN)x powder containing SCN- ion was successfully prepared by solvent evaporation method. The crystal structure of the powder is the same as 偽 -FAPbI _ 3, and can be transformed into a 未 -phase orange-red powder at room temperature. In the process, NH4SCN is not used as additive, but instead of I- ion to form three-dimensional perovskite. The composition of perovskite prepared by spin-coating method and solvent evaporation method is different, which indicates that different preparation conditions and methods will affect the final perovskite composition. In the preparation of FAPbI_3 thin films by two-step method, Pb(SCN)_2 was used to doped PbI_2. A small amount of Pb(SCN)_2 can significantly enhance the crystallinity of FAPbI_3 crystal and increase the crystal size of FAPbI_3. At the same time, the addition of PBX / SCN / 2 makes the FAPbI_3 thin film smoother and improves the efficiency of FAPbI_3 perovskite solar cells. However, with the increase of Pb(SCN)_2 doping ratio, the content of PbI_2 in the FAPbI3 thin film increases gradually, too much Pb(SCN)_2 decreases the performance of the battery. The doping amount of PbPbI3 is 5 and the efficiency of the FAPbI3 perovskite solar cell increases most obviously, from 10.6% to 13.33. The role of NH_4SCN in the two-step preparation of FA-MA thin films was studied by using FA-MA mixed perovskite MA0.6FA0.4PbI_3 system with better performance. The crystallinity of MA0.6FA0.4PbI3 perovskite increases with the increase of NH_4SCN content. At the same time, NH4SCN can effectively increase the crystal size of MA0.6FA0.4PbI_3 calcium iron ore and reduce the surface roughness of the film. When the amount of NH_4SCN added is 2.5, it has the highest efficiency of 16.0. In this paper, the role of SCN- in the preparation of formamidine calcium holmium ores and mixed calcium holmium ores has been investigated. A new formamidine calcium neodymium ore FAPbI 3-x SCNX has been obtained, and the preparation method of formamidine perovskite films has been expanded. It is of great significance to promote the development of formamidine perovskite solar cells and new calcium holmium ore materials.
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TB383.2

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本文編號(hào)：1847348