| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 第一章 绪论 | 第14-44页 |
| 1.1 引言 | 第14-15页 |
| 1.2 太阳电池发展历程及分类 | 第15-21页 |
| 1.2.1 硅(效率26.6%) | 第16-17页 |
| 1.2.2 砷化镓(效率28.8%) | 第17页 |
| 1.2.3 磷化铟InP(效率22.1%)和镓铟磷GaInP(效率20.8%) | 第17-18页 |
| 1.2.4 铜铟镓硒CIGS(效率21.7%) | 第18页 |
| 1.2.5 硒化镉CdTe(效率21.5%) | 第18-19页 |
| 1.2.6 CZTS(效率12.6%) | 第19页 |
| 1.2.7 有机太阳电池(效率11.5%) | 第19页 |
| 1.2.8 量子点太阳电池(效率9.9%) | 第19-20页 |
| 1.2.9 染料敏化太阳电池(效率11.9%) | 第20页 |
| 1.2.10 有机无机卤化钙钛矿太阳电池(效率22.1%) | 第20-21页 |
| 1.3 有机无机卤化钙钛矿太阳电池概述 | 第21-26页 |
| 1.3.1 钙钛矿的结构 | 第21-22页 |
| 1.3.2 钙钛矿的性质 | 第22-24页 |
| 1.3.3 钙钛矿太阳电池的原理 | 第24-25页 |
| 1.3.4 钙钛矿太阳电池的发展历程 | 第25-26页 |
| 1.4 钙钛矿太阳电池结构的分类 | 第26-29页 |
| 1.4.1 正向钙钛矿电池 | 第26-28页 |
| 1.4.2 反向结构钙钛矿电池 | 第28-29页 |
| 1.5 钙钛矿太阳电池的极限效率及主要参数 | 第29-32页 |
| 1.5.1 短路电流密度 | 第30-31页 |
| 1.5.2 开路电压 | 第31页 |
| 1.5.3 填充因子 | 第31-32页 |
| 1.6 钙钛矿薄膜的制备方法 | 第32-36页 |
| 1.6.1 一步旋涂法 | 第33页 |
| 1.6.2 两步顺序旋涂 | 第33-34页 |
| 1.6.3 反溶剂一步旋涂法 | 第34页 |
| 1.6.4 真空法 | 第34-35页 |
| 1.6.5 印刷、刮涂等方法 | 第35-36页 |
| 1.7 钙钛矿太阳电池的稳定性 | 第36-39页 |
| 1.7.1 水汽 | 第36-37页 |
| 1.7.2 温度 | 第37页 |
| 1.7.3 氧气 | 第37页 |
| 1.7.4 光照引起的界面不稳定 | 第37-38页 |
| 1.7.5 碘离子和电极之间的相互扩散 | 第38-39页 |
| 1.8 钙钛矿电池商业化的机遇和挑战 | 第39-42页 |
| 1.8.1 成本 | 第39-40页 |
| 1.8.2 毒性 | 第40-41页 |
| 1.8.3 大面积 | 第41页 |
| 1.8.4 稳定性 | 第41-42页 |
| 1.9 本论文的主要研究内容 | 第42-44页 |
| 第二章 正向介孔钙钛矿太阳电池及制备工艺的探索 | 第44-58页 |
| 2.1 引言 | 第44-45页 |
| 2.2 实验部分 | 第45-49页 |
| 2.2.1 实验试剂 | 第45-46页 |
| 2.2.2 实验设备 | 第46页 |
| 2.2.3 实验仪器 | 第46页 |
| 2.2.4 介孔钙钛矿太阳电池的制备 | 第46-49页 |
| 2.3 不同方法制备的钙钛矿薄膜形貌对比 | 第49-50页 |
| 2.4 不同方法制备的钙钛矿薄膜性质表征 | 第50-51页 |
| 2.5 不同方法制备的钙钛矿电池性能比较 | 第51-52页 |
| 2.6 反溶剂一步法制备工艺参数的优化 | 第52-55页 |
| 2.6.1 钙钛矿前驱体溶液的浓度 | 第53页 |
| 2.6.2 反溶剂滴加时间 | 第53-54页 |
| 2.6.3 热处理时间 | 第54页 |
| 2.6.4 空气中的湿度 | 第54-55页 |
| 2.7 正向介孔钙钛矿太阳电池的稳定性测试 | 第55-57页 |
| 2.7.1 空气中AM1.5标准太阳光照下的稳定性 | 第55-56页 |
| 2.7.2 惰性气氛中AM1.5标准太阳光照下的稳定性 | 第56页 |
| 2.7.3 空气中紫外光照下的稳定性 | 第56-57页 |
| 2.8 小结 | 第57-58页 |
| 第三章 界面工程提高反向钙钛矿太阳电池的效率和稳定性 | 第58-76页 |
| 3.1 引言 | 第58-59页 |
| 3.2 实验部分 | 第59-60页 |
| 3.2.1 实验材料 | 第59页 |
| 3.2.2 实验仪器 | 第59页 |
| 3.2.3 器件的制备 | 第59-60页 |
| 3.3 界面修饰后反向电池的结构、能带和形貌表征 | 第60-62页 |
| 3.3.1 反向电池的结构和能带 | 第60-61页 |
| 3.3.2 反向电池的形貌表征 | 第61-62页 |
| 3.4 界面工程提高反向钙钛矿电池的性能 | 第62-67页 |
| 3.4.1 PCBM浓度优化 | 第62-63页 |
| 3.4.2 PCBDAN修饰前后电池器件性能对比 | 第63-65页 |
| 3.4.3 机理分析 | 第65-67页 |
| 3.5 界面工程提高反向钙钛矿电池在空气中的稳定性 | 第67-72页 |
| 3.5.1 界面修饰前后电池稳定性的比较 | 第67-68页 |
| 3.5.2 电池性能衰减的原因分析 | 第68-69页 |
| 3.5.3 稳定性提升的机理分析 | 第69-70页 |
| 3.5.4 银电极扩散对电池性能的影响 | 第70-72页 |
| 3.6 反向平面电池在光照下的稳定性 | 第72-74页 |
| 3.6.1 惰性气氛中AM1.5模拟太阳光照下的稳定性 | 第72-73页 |
| 3.6.2 惰性气氛中紫外光照的稳定性 | 第73-74页 |
| 3.7 小结 | 第74-76页 |
| 第四章 自聚集界面工程制备高效、低温和光照稳定的正向钙钛矿电池 | 第76-98页 |
| 4.1 引言 | 第76-77页 |
| 4.2 实验部分 | 第77-78页 |
| 4.2.1 实验材料 | 第77页 |
| 4.2.2 实验设备 | 第77-78页 |
| 4.2.3 器件的制备 | 第78页 |
| 4.3 PCBDAN自聚集界面层的表征 | 第78-81页 |
| 4.3.1 PCBDAN自聚集的证明 | 第78-79页 |
| 4.3.2 PCBDAN界面对电极功函数的影响 | 第79-80页 |
| 4.3.3 PCBDAN对电子传输层形貌的影响 | 第80-81页 |
| 4.4 PCBDAN自聚集界面层提高钙钛矿电池的性能 | 第81-87页 |
| 4.4.1 基于PCBDAN修饰的钙钛矿电池结构 | 第81页 |
| 4.4.2 电子传输层PCBM的浓度优化 | 第81-82页 |
| 4.4.3 PCBDAN的浓度优化 | 第82-83页 |
| 4.4.4 PCBDAN修饰层对钙钛矿电池性能的影响 | 第83-85页 |
| 4.4.5 PCBDAN自聚集特性的优势 | 第85-86页 |
| 4.4.6 柔性器件的制备 | 第86-87页 |
| 4.5 PCBDAN作用机理分析 | 第87-88页 |
| 4.6 不同光照条件下的稳定性测试 | 第88-92页 |
| 4.6.1 空气中AM1.5模拟太阳光照下的稳定性 | 第89-90页 |
| 4.6.2 空气中紫外光照下的稳定性 | 第90页 |
| 4.6.3 惰性气氛中紫外光照下电池的稳定性 | 第90-91页 |
| 4.6.4 惰性气氛中AM1.5模拟太阳光照下的稳定性 | 第91-92页 |
| 4.7 稳定性的机理分析 | 第92-95页 |
| 4.7.1 X射线衍射仪表征 | 第92-93页 |
| 4.7.2 器件形貌表征 | 第93-94页 |
| 4.7.3 X射线光电子能谱分析和紫外可见吸收表征 | 第94-95页 |
| 4.8 小结 | 第95-98页 |
| 第五章 通过光生载流子的注入提高钙钛矿正向电池性能 | 第98-120页 |
| 5.1 引言 | 第98-99页 |
| 5.2 实验部分 | 第99-101页 |
| 5.2.1 实验材料 | 第99页 |
| 5.2.2 实验设备 | 第99页 |
| 5.2.3 器件的制备 | 第99-101页 |
| 5.3 石墨烯量子点的表征 | 第101-102页 |
| 5.4 SnO_2:GQDs薄膜的相关表征 | 第102-104页 |
| 5.4.1 SnO_2:GQDs薄膜的表面形貌 | 第102-103页 |
| 5.4.2 SnO_2:GQDs薄膜的元素分析和透过率 | 第103-104页 |
| 5.5 GQDs对SnO_2薄膜电学性质的影响 | 第104-110页 |
| 5.5.1 GQDs提高SnO_2薄膜的导电性 | 第104-106页 |
| 5.5.2 SnO_2:GQDs薄膜导电性提升的机理解释 | 第106-108页 |
| 5.5.3 GQDs降低SnO_2的电子缺陷 | 第108-110页 |
| 5.6 电池性能的表征 | 第110-113页 |
| 5.7 电池性能提升的机理分析 | 第113-115页 |
| 5.8 电池的稳定性测试 | 第115-118页 |
| 5.8.1 黑暗条件下的稳定性 | 第115-116页 |
| 5.8.2 光照稳定性测试 | 第116-117页 |
| 5.8.3 紫外光照的稳定性 | 第117页 |
| 5.8.4 SnO_2的光催化活性测试 | 第117-118页 |
| 5.9 小结 | 第118-120页 |
| 第六章 多种不同结构钙钛矿太阳电池的稳定性比较 | 第120-130页 |
| 6.1 引言 | 第120-121页 |
| 6.2 实验部分 | 第121-122页 |
| 6.2.1 实验材料 | 第121页 |
| 6.2.2 实验设备 | 第121页 |
| 6.2.3 器件的制备 | 第121-122页 |
| 6.3 混入C_(60)提高电子传输层导电性 | 第122-124页 |
| 6.4 混入C_(60)提高钙钛矿电池性能 | 第124-125页 |
| 6.5 多种不同结构钙钛矿电池稳定性的比较 | 第125-128页 |
| 6.6 小结 | 第128-130页 |
| 第七章 结论 | 第130-132页 |
| 展望 | 第132-134页 |
| 参考文献 | 第134-156页 |
| 致谢 | 第156-158页 |
| 个人简历 | 第158-160页 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 | 第160-161页 |
