1. 研究目的与意义
经济的快速发展加速了对能源的需求,而化石类能源由于储量有限,开发新能源势在必行。
太阳能具有清洁、无污染并且取之不尽、用之不竭的特点,如何充分高效利用太阳能是一个备受关注的问题。
太阳能电池则是利用太阳能的有效手段之一。
2. 课题关键问题和重难点
尽管钙钛矿太阳能电池研究已经取得了非常大的进展, 但是离大规模实用化的目标还有很大的距离,仍然存在一些可待解决的问题,主要有如下几个方面:(1) 微观物理机制的研究:目前人们更多把注意力放在改进薄膜的合成方法或者材料性能、以及电池特性等方面,对于钙钛矿太阳能电池的微观物理机制尚缺乏比较深层认识;深入研究和理解材料的基本性质和电池的工作原理,不仅有助于进一步提高钙钛矿太阳能电池的性能, 也能为寻找更简单和更高效的新结构提供有益的思路。
(2) 电池的稳定性问题:由于钙钛矿材料在空气中不太稳定,受紫外光、水和热的影响较大,使得制备的钙钛矿太阳能电池长期稳定性得不到保障。
现今钙钛矿太阳能电池的研究还主要集中在如何进一步提高其光电转化效率上, 其长期的稳定性应从开发高稳定性的电池组成材料和简单有效的器件封装方法来实现。
3. 国内外研究现状(文献综述)
3.1 钙钛矿材料钙钛矿型染料敏化太阳能染料电池(DSSC)是一种以有机-无机染料复合形成的钙钛矿化合物材料作为主要吸光材料,配合太阳能电子和激光通过空穴进行传输的新型敏化太阳能染料电池[1]。
具有与钛酸钙(CaTiO3)的材料统称为钙钛矿材料,其晶格结满足ABX3结构。
1980年代,研究者开发出有机-无机复合型钙钛矿材料。
4. 研究方案
首先介绍了钙钛矿太阳能电池的发展背景、基本结构和工作原理,然后介绍了钙钛矿太阳能电池的制备方法,并讨论了新型钙钛矿太阳能电池的发展方向,最后简要介绍了钙钛矿太阳能电池的优缺点,并分析了发展趋势以及在开发过程中需要解决的问题。
5. 工作计划
第一周:了解项目的背景,根据选题进行材料收集,同时进行相关文献的检索,确定方案以及研究方向;第二周:熟悉钙钛矿太阳能电池的材料结构、制备方法、评价方法和分析方法,撰写开题报告;第三周第五周:进行方案设计并写拟稿;第六周:毕业设计中期检查;第七周:设计方案定稿;第八周第十一周:深入分析,做好准备答辩;第十二周:答辩与评分。
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