鈣鈦礦太陽能電池多孔層材料制備及性能研究.pdf

1、能源是人類發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。傳統(tǒng)化石能源的不可再生性以及人類無節(jié)制的開采和利用，導(dǎo)致能源枯竭、環(huán)境污染等危害，給人類帶來前所未有的壓力和挑戰(zhàn)。太陽能作為一種取之不盡用之不竭的可再生能源，受到科學(xué)家們的廣泛關(guān)注。太陽能電池是利用光伏效應(yīng)將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的有效器件。最新一代鈣鈦礦太陽能電池由于其低成本、高效率的獨(dú)特性能，被認(rèn)為是最有發(fā)展前景的一類太陽能電池。本論文通過溶膠凝膠法制備二元(TiO2/SnO2)、三元(TiO2/ZnTiO3/S

2、nO2)復(fù)合納米粉體作為鈣鈦礦太陽能電池的多孔層材料，探索不同復(fù)合對鈣鈦礦太陽能電池性能的影響，并比較二元三元復(fù)合對電池性能影響的差異。論文的主要研究內(nèi)容包括：
　　(1)溶膠凝膠法制備二元TiO2/SnO2復(fù)合納米粉體，并探討不同Sn/Ti摩爾比對復(fù)合納米粉體結(jié)構(gòu)和形貌的影響。XRD分析結(jié)果表明，隨著Sn復(fù)合量的增加，TiO2晶粒尺寸先減小后增大，Sn/Ti摩爾比為0.15時，TiO2的晶粒尺寸最小。SEM分析結(jié)果表明，隨著Sn

3、復(fù)合量的增加，粉體的團(tuán)聚現(xiàn)象改善、孔隙度增加。UV-Vis分析結(jié)果表明，復(fù)合后多孔膜層的透光性增加，鈣鈦礦吸光層對太陽光的利用率提高。把復(fù)合納米粉體絲網(wǎng)印刷組裝成鈣鈦礦太陽能電池。電化學(xué)工作站測試結(jié)果表明，n(Sn):n(Ti)=0.15時制備的電池的光伏性能最好，光電轉(zhuǎn)換效率相比純TiO2基電池提高41.5％。
　　(2)在二元基礎(chǔ)上，溶膠凝膠法制備不同摩爾比的三元TiO2/ZnTiO3/SnO2復(fù)合納米粉體。使用XRD、SEM