钙钛矿太阳能电池介孔二氧化钛制备与研究
更新日期:2018-06-19     来源:过程工程学报   浏览次数:228
核心提示:摘要:近年来,人们对钙钛矿太阳能电池认识进一步加深,钙钛矿太阳能电池制备的技术得到进一步的提升,它所具备得能量高转化效率与低成本的优势也得到

摘要:近年来,人们对钙钛矿太阳能电池认识进一步加深,钙钛矿太阳能电池制备的技术得到进一步的提升,它所具备得能量高转化效率与低成本的优势也得到大众的青睐。各种结构的无机和有机材料被应用到钙钛矿电池当中作为骨架材料或电子传输材料得到介孔型钙钛矿电池。而其中对二氧化钛的研宄应用在钙钛矿电池最为广泛,成为最受关注的高效电子传输材料。本文通过文献综述,在对TiO2介孔型钙钛矿太阳能电池制备及性能研究做出总结分析,总结相关的制备工艺并指出制备中所待解决的问题,为今后研究此类问题提供参考。

【关键词】钙钛矿;介孔;太阳电池;TiO2

前言
自人类进入工业时代,人们已经深知能源的重要性。但在当今高速的社会发展中,因人类过度开采化石燃料,在社会科技文明进步的同时,环境问题也越来越棘手。并且人类不得不面对化石燃料等传统能源的枯竭,所以目前各国已经着手调整能源结构,开始大力提倡新能源。太阳能因为不存在枯竭问题且安全稳定无污染,便成了新能源中的主力军。
近年来,一种叫钙钛矿太阳能电池慢慢进入人们的视线,因为它出现时间短但却在太阳能的利用上取得了惊人的突破,所以引起了学术界的广泛关注与研究热潮。作为一种新型的太阳
能电池,钙钛矿太阳能电池在其材料上或者结构上都与传统的钙钛矿电池有着差异。在钙钛矿电池里,光的吸收是非常重要的,材料与结构直接影响电池转换效率。介孔结构型的钙钛矿太阳能电池为钙钛矿矿材料结晶提供了支撑骨架的作用,有助于制备较厚的高质量钙钛矿薄膜。TiO2材料在载流子迁移率和形貌结构调控上有着优势,应用于钙钛矿太阳能电池具有最高的能量转换效率。
本文通过文献综述对制备介孔结构TiO2材料进行详细的性能研究与分析,并对一些创新的制备工艺及其研究进展进行了着重总结。
1.制备二氧化钛介孔层研究与分析
1.1 二氧化钛浆料的制备
根据文献制备二氧化钛浆,将4g的醋酸迅速倒入18.9g的钛酸四异丙醋中。待混合溶液搅拌15分钟后,将96mI的水尽可能快的倒入,同时大力搅拌,转速约800rpm,白色沉淀物会立即形成。继续搅拌一个小时至水解完全。接着加入1.33mL的浓硝酸,在40分钟内将混合液缓慢地加热到80℃,并持续加热一个小时,得到胶体二氧化钛。随后加水使整体体积到123 mL,将最终的混合液置于高压反应釜中,在鼓风干燥箱中250度加热12小时。将现在得到的二氧化钛与松油醇、乙基纤维素、月桂酸以质量比1:6:0.3:0.1进行混合,装入球磨罐用球磨机进行研磨12小时[1]。上述步骤中依次使用到溶胶法、水热法。这种实验室合成相对操作方法简单,材料成本低廉。
作者:赵喆 王磊 盛赟