钙钛矿太阳电池：溶液法钙钛矿薄膜微结构调控PDF电子书下载

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1 概述 1

1.1 太阳能 3

1.2 薄膜太阳电池 4

1.2.1 硅太阳电池 4

1.2.2 化合物薄膜太阳电池 5

1.2.3 有机薄膜太阳电池 6

1.2.4 染料敏化太阳电池 7

1.3 钙钛矿太阳电池基础 8

1.3.1 效率发展 8

1.3.2 工作原理 9

1.3.3 基本结构 11

1.3.4 高效钙钛矿电池的基本要求 16

1.4 钙钛矿薄膜的制备方法 19

1.4.1 一步溶液法 19

1.4.2 两步溶液法 20

1.4.3 气相支持的溶液法 22

1.4.4 气相法 24

1.5 太阳电池的分析表征方法 26

1.5.1 I-U输出特性 26

1.5.2 电化学阻抗 30

1.5.3 二极管等效电路 31

2 微液膜系统的热力学形核行为 35

2.1 微液膜系统 37

2.2 溶质析出前微液膜内的传热传质 37

2.2.1 传热传质模型 37

2.2.2 微液膜内的对流 39

2.2.3 微液膜内的传热传质 41

2.2.4 前驱体溶液的溶解度 43

2.3 经典热力学形核理论 45

2.3.1 体积自由能和界面自由能 45

2.3.2 经典均相形核 46

2.3.3 经典异相形核 47

2.4 Lamer曲线 49

2.4.1 经典Lamer曲线 49

2.4.2 恒温条件下异相形核和均相形核的Lamer曲线 50

2.4.3 非均匀场溶质析出过程中的Lamer曲线 51

2.5 微液膜内的形核位置判断 54

3 微液膜系统的动力学生长行为 59

3.1 晶体长大的基本步骤 61

3.2 前驱体的特性 62

3.2.1 钙钛矿前驱体的胶体特性 62

3.2.2 PbI2前驱体的多型 64

3.3 晶体生长过程中的输运 67

3.3.1 钙钛矿薄膜的形成过程 67

3.3.2 输运的方式 70

3.3.3 边界层的类型 72

3.4 晶体长大机制 74

3.4.1 二维晶核长大 74

3.4.2 螺型位错长大 74

3.4.3 垂直长大 75

4 钙钛矿前驱体的结晶行为控制 77

4.1 前驱体组分 79

4.2 溶剂组成 84

4.3 添加剂 88

4.4 溶剂蒸发 92

5 低压抽气法制备太阳电池薄膜 97

5.1 低压抽气法的原理 99

5.2 全覆盖CH3NH3PbI3薄膜的制备 102

5.3 孔间距可控的PbI2薄膜的制备 103

5.4 全联通全覆盖PVDF/PEO电解质薄膜的制备 106

5.5 极薄且全覆盖TiO2致密层的制备 109

5.6 薄膜微结构对太阳电池性能的影响 111

6 极薄且全覆盖TiO2电子传输层的制备 117

6.1 高效钙钛矿太阳电池需要极薄且致密TiO2薄膜 119

6.2 极薄且致密TiO2薄膜及钙钛矿太阳电池的制备和表征方法 119

6.2.1 原材料 119

6.2.2 TiO2薄膜的溶液法制备 120

6.2.3 面结钙钛矿太阳电池的组装 121

6.2.4 TiO2薄膜以及钙钛矿太阳电池的相关表征 122

6.3 极薄且致密TiO2薄膜的微结构及性能分析 123

6.3.1 微结构 123

6.3.2 粗糙度及润湿性 126

6.3.3 透光率 128

6.4 CH3NH3PhI3薄膜微结构及性能分析 129

6.4.1 形貌 129

6.4.2 晶粒尺寸 130

6.4.3 稳态荧光光谱 131

6.4.4 瞬态荧光光谱 131

6.5 钙钛矿太阳电池性能分析 132

6.5.1 光电转换能力 132

6.5.2 电池内部的电子传输和复合 134

6.5.3 稳定性 135

7 钙钛矿太阳电池存在的问题及发展方向 139

7.1 钙钛矿太阳电池的稳定性问题 141

7.1.1 水氧不稳定 141

7.1.2 光不稳定 143

7.2 新型钙钛矿材料的开发 145

7.2.1 全无机钙钛矿薄膜 145

7.2.2 二维层状结构钙钛矿薄膜 147

7.3 钙钛矿太阳电池的其他功能层 149

7.3.1 电子传输层 149

7.3.2 空穴传输层 151

附录 特殊名词中英文对照 153

参考文献 155

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