畢業(yè)論文答辯的簡單總結(jié)-資料下載頁
2024-11-15 22:28本頁面
【正文】 膠機(jī)旋涂漿料，接著在130℃下預(yù)熱處理，最后進(jìn)行如圖所示的退火結(jié)晶。我這樣熱處理的原因是，在130℃下預(yù)熱蒸發(fā)有機(jī)物，干燥旋涂層。分段式加熱是為了減緩升溫速度，防止晶體生長過快，形成粗大晶粒。在450℃下，TiO2由無定形態(tài)變?yōu)殇J鈦礦。退火后就得到電子傳輸層，接著我在其上用兩步法沉積光吸收層。這是我研究的重點。在正式沉積膜之前，我需要配制不同濃度的前驅(qū)體溶液和10mg/mL的碘甲胺異丙醇溶液。如表所示，稱取碘化鉛溶于DMF中，再向溶液中摻入前面制備的氯甲胺，制成摻雜的前驅(qū)體溶液。準(zhǔn)備好溶液后，按照流程圖，先沉積PbI2膜，再將PbI2浸潤到碘甲胺異丙醇溶液中，處理得到摻雜的鈣鈦礦膜。轉(zhuǎn)速、時間和溫度的具體值如文中所列。至此成功制備光吸收層。要完成對電池的組裝還要制備空穴傳輸層、真空蒸鍍金屬電極和光陽極焊銦。最終得到左下圖這個電池試樣。電池組裝完成后，自然就需要對其進(jìn)行表征。我的表征方法有：XRD、SEM、紫外吸收光譜、IPCE測試、JV曲線測試。在開始數(shù)據(jù)分析之前，我先簡單介紹一下鈣鈦礦太陽電池的基本物理參數(shù)，主要有：開路電壓、短路電流密度、填充因子、轉(zhuǎn)換效率、量子轉(zhuǎn)換效率。接下來開始我的實驗數(shù)據(jù)分析部分。先來看下PbI2層的XRD圖譜。176。是PbI2的特征衍射峰位置，從b圖可以看出，隨著摻雜量的增加，膜中的PbI2量逐漸減少。而在鈣鈦礦層中，PbI2是以雜質(zhì)的形式存在，從鈣鈦礦層的XRD圖譜中可以找到PbI2的特征衍射峰。過多殘留對電池性能的提升是不利的。從b圖中可以發(fā)現(xiàn)，增大摻雜量，鈣鈦礦的結(jié)晶性先增后減。接著我們來看PbI2膜的SEM圖。從a到e分別為摻雜量逐漸增多的微觀形貌照片。可以明顯看到有不同尺寸的微孔，這對后面鈣鈦礦晶體的生長影響很大。隨著摻雜量的增多，微孔尺寸和數(shù)目先減后增。f圖是不同摻雜量PbI2膜的顏色變化，從顏色深度可知已形成一定量的鈣鈦礦晶體。再看鈣鈦礦膜的掃描電鏡照片，a到e是摻雜量逐漸增多的,f為c的局部放大圖。圖中晶粒的尺寸與微孔的數(shù)目、尺寸都是先減后增的，與PbI2膜上的微孔規(guī)律一致。這是因為較小的PbI2膜微孔會限制鈣鈦礦晶體長大，從而形成致密均勻且覆蓋率高的光吸收層。G為電池的截面圖，表明制備的電池具有良好的結(jié)構(gòu)。這是鈣鈦礦層的紫外吸收光譜圖。，膜的光吸收率高于未摻雜膜，雖然在600750nm范圍內(nèi)的光吸收率很高，但總體吸光度是衰減的。下面我重點分析一下電池的JV曲線。，從圖和表的數(shù)據(jù)可知，器件的開路電壓、短路電流密度、填充因子、轉(zhuǎn)換效率提升的最多。，從前面的SEM圖可以看出此時形成的鈣鈦礦膜最致密均勻且表面覆蓋率最高，微孔尺寸和數(shù)目最少，這些都有效降低了自由載流子的復(fù)合幾率，從而提升各個參數(shù)值。，電池的光電性能是下降的，這是因為PbI2膜上的微孔尺寸太大，不能形成連續(xù)致密的鈣鈦礦膜，自由載流子復(fù)合幾率上升。為了進(jìn)一步研究摻雜量對器件光電性能的影響，我們來看下IPCE圖譜。，電池各個單色光的量子效率有所提升，量子效率是降低的，這與JV曲線的規(guī)律一致。這幅圖是電池的平均效率分布圖，相較于初始值，%%。從以上分析可以得出以下四條結(jié)論：摻雜量越多，產(chǎn)物中的碘化鉛成分越少，碘化鉛層上的微孔尺寸和數(shù)目先減后增；，微孔的尺寸和數(shù)量更有利于鈣鈦礦晶體的生長，但加入過量的CH3NH3Cl時，微孔的尺寸異常大，甚至可以觀察到TiO2層，不利于長成致密均勻的鈣鈦礦膜。摻入CH3NH3Cl會影響鈣鈦礦晶體的結(jié)晶度，隨著MACl摻入量的增加，鈣鈦礦晶體的結(jié)晶性呈現(xiàn)先增后減的趨勢。，鈣鈦礦的結(jié)晶性有所改善。但摻入過多量會造成鈣鈦礦層整體吸收性能的衰減。摻入適量的CH3NH3Cl會減小電子—空穴對的復(fù)合幾率，會增加轉(zhuǎn)換效率，但過量會在鈣鈦礦層形成尺寸較大的微孔，導(dǎo)致轉(zhuǎn)換效率衰減；，電池的各項光電性能參數(shù)最明顯，%%。以上就是我答辯的全部內(nèi)容，非常感謝各位老師的關(guān)注，接下來請老師們評閱提問。
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