项目名称: 基于蜂窝状结构TiO2薄膜钙钛矿平面异质结太阳能电池

项目编号: No.51502019

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2016

项目学科: 一般工业技术

项目作者: 赵振璇

作者单位: 清华大学

项目金额: 20万元

中文摘要: 钙钛矿平面异质结太阳能电池是一种高效率、低成本、全固态新型太阳能电池,所具有极高消光系数的光吸收材料和价带匹配的高比表面积光阳极或支撑层是高光电转换效率的重要因素。但介孔支撑层中纳微米粒子存在大量界面,载流子复合严重,因此器件界面构造是影响光电转换效率的重要因素。具有特定绒面结构的透明半导体薄膜增大活性材料和电子传输层的接触面积,还可有效减少光学损失,提高光的再利用,但目前尚未有运用光学理论设计特定绒面结构的器件构造结构用于钙钛矿平面异质结太阳能电池。.本课题拟以蜂窝状结构TiO2半导体薄膜作为光阳极,依据光学理论和钙钛矿吸光材料特征优化薄膜构造提高入射光二次吸收以增加载流子激发效率,修饰界面消除缺陷和针孔提高电子收集能力,并以此器件构造为研究载体,考察具有内球形界面接界处光传播、吸收、反射及器件内部载流子产生、扩散、弛豫,以纳米尺度揭示载流子的传输机制,为提高光电转换效率提供科学依据。

中文关键词: 钙钛矿太阳能电池;器件构造;半导体薄膜;电池转换效率;载流子输运

英文摘要: Planar heterojunction perovskite solar cells have emerged as novel all solid state solar cells with high conversion efficiencies and low cost. Their harvesting materials with high extinction coefficient and photoanodes with proper valence bands and high surface areas are important factors to guarantee their high photoelectric conversion efficiency. However, charge recombination is serious due to a large number of interface existing in mesoporous scaffold layers aggregated with nano/micro particles. Therefore, interface structure in device is an essential factor for photoelectric conversion efficiency. Transparent semiconductor film with special textrued structures can reduce optical loss effectively to enhance optical availability. However, there has no such kind of research about designing semiconductor film as photoanode for planar heterojunction perovskite solar cells according to optical principle...In this work, we plan to fabricate TiO2 semiconductor film with honeycomb structure as photoanode for planar heterojunction perovksite solar cells. This textured structure is benefited to secondary absorption of incident light for enhancing carrier generation by optimizing architecture according to optical theory and the nature of perovskite. Furthermore, the optical propagation, absorption and reflection on the interface with spherical structures, as well as charge carries generation, diffusion, and relaxation can be investigated, which can help to explore transmission mechanism of charge carries in nano scale.

英文关键词: perovksite solar cells;device structure;semiconductor film;photoelectrode conversion;charge carrier transportation

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