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1. 研究目的与意义(文献综述)
在近几年来的太阳能电池的研究应用中卤化铯铅(CsPbX3)起到了越来越重要的作用,其特殊的潜能也受到了越来越多的重视。因为其特殊的光学性质以及其内在的晶体结构,如较大的激发子散射长度,有着良好的电子迁移率和良好的抗退火性(在200°C都处于紧张状态)。
钙钛矿在过去的几年中得到了越来越多的重视,相比于无铅钙钛矿铅基三卤化物钙钛矿在光伏领域,发光二极管(LED),激光器和光电有着更大的应用前景[1]。其中无极卤化銫铅量子点具有许多优异的性能,其中包括可调节的带隙能量、高光致发光量子产率(PLQYs≈100%)、窄发光峰宽(<100meV)、长荧光寿命(~29ns)和较好的稳定性等。同常规CdSe-QDs相比,CsPbX3-QDs具有独特的缺陷容忍性能量,因此其的性能更加的优良,同时相比于普通的CsPbX3,CsPbX3-QDs可以低温条件下制备并且具有非常良好的本证化学稳定性。这些优异的特性使其在太阳能电池和光电能量转换材料中具有广泛的应用前景 [2]。
而目前主要的研究方向就是提高卤化铯铅量子态(CsPbX3-QDs)太阳能电池的光电转换效率(PCE).2016年美国可再生能源实验室的Luther等人在《Science》期刊报道了将CsPbX3-QDs做为光电能量转换材料首次制备出PCE为10.77%的量子点太阳能电池器件,且该器件表现出非常良好的稳定性。而在2017年中对于CsPbX3-QDs薄膜进行甲脒氢碘酸钠盐处理后大幅的提高了其材料的导电率的荧光寿命使得器件的PCE的达到了被NREL认证的量子点太阳能电池最高值13.43%。
2. 研究的基本内容与方案
研究的基本内容
钙钛矿太阳能电池是是一种全新的全新的全固态薄膜电池。而无机卤化铯铅钙钛矿量子点则具有许多优异的性能。研究卤化铯铅的特性,和钙钛矿电池的制备方法,并且测量分析卤化铯铅对于钙钛矿太阳能电池性能的影响,其中包括光电转换效率,稳定性,量子效率等。
研究目标
3. 研究计划与安排
第1-3周:查阅相关文献资料,明确研究内容,基本确立研究思路,完成开题报告。
第4-8周:掌握钙钛矿太阳能电池的原理及量子点的性质。
第9-12周:研究CsPbX3量子点的特性、制备方法,并分析其作为吸光层对太阳能电池的影响。
4. 参考文献(12篇以上)
[1] Erin M. Sanehira, Ashley R. Marshall,Jeffrey A. Christians, et al. Enhanced mobility CsPbI3 quantum dotarrays for record-efficiency, high-voltage photovoltaic cells[J]. ScienceAdvanced, 2017, 3(10):eaao4204.
[2] SoosaimanickamAnanthakumar, Jeyagopal Ram Kumar, Sridharan Moorthy Babu. Cesium leadhalide(CsPbX3, X=Cl, Br, I) perovskite quantum dots-synthesis, properties,and applications: a review of their present status[J]. Photon. Energy,2016,6(4), 042001.
[3] Yaoguang Rong, Yue Hu, Anyi Mei, et al.Challenges for commercializing perovskite solar cells[J]. Science, 2018,361(6408):eaat8235.
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