纳米NiO的形貌调控及其在钙钛矿太阳能电池中的应用开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

随着社会的发展，能源需求越来越大并且随之产生的污染对人们的日常生活有着重大的影响。太阳能因为其取之不尽、用之不竭、清洁和可再生的特点，对于优化能源消费结构、减少环境污染和全球温室效应的意义十分重大。钙钛矿太阳能电池(pvsc)是最近几年才出现的光伏技术，自2009年miyasaka小组首次将钙钛矿型的 ch₃nh₃pbx₃ 作为光吸收剂引入到染料敏化太阳能电池中，能量转换效率(pce)最高达到3.8% ^[1]以来，在短短几年之内其效率记录提升的速度十分迅猛，被science 评为“2013 年十大科学突破”之一。最近报到出的最高效率已经超过20%^[2,3]。此外，卤化物钙钛矿材料^[4]具有原料丰富、成本低廉、光电性质优越、可溶液加工、可低温制备（150℃）、制作工艺也相对简单等特点和优势，使得钙钛矿太阳能电池具有相当诱人的前景，成为目前新型太阳能电池的研究重点之一。

目前普遍研究的钙钛矿太阳能电池是依次由导电玻璃基底、电子传输层、钙钛矿吸光层、空穴传输层、金属对电极组成的结构。根据内部结构的不同可以分为两类：一种是由固态染料敏化太阳能电池发展而来的在tio₂致密层上用tio₂或al₂o₃等介孔层作为钙钛矿的支撑层的介孔结构（图1a）；另一种是与硅太阳能电池p-i-n结构类似的平面异质结构^[5]（图1b）。目前主要采用tio₂和spiro-ometad^[6]分别作为电子传输层和空穴传输层。但是介孔结构中tio₂骨架需要较高温度（450℃）的退火处理而平面异质结构的电池具有严重的迟滞效应^[7,8]，这表明电池结构中存在缺陷。而且spiro-ometad价格昂贵、性质不稳定，影响了器件的稳定性和电池使用寿命，阻碍了其进一步的大规模生产和商业应用。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

1、寻找优良的溶剂用四水乙酸镍配制不同浓度的前驱体溶液，采用旋涂法制备nio膜并研究不同浓度、转速以及环境条件对成膜性能的影响。

2、将乙酰丙酮镍溶于乙腈配制一定浓度的溶液，采用喷雾热解法制备nio膜，探索不同工艺参数对成nio层性能的影响。

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4-9周：优化两种前驱体的计量比，获得高效的太阳能电池效率。

第10-14周：对得到的钙钛矿吸光层和太阳能电池进行表征，并对得到的数据进行分析处理，撰写论文。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] kojima a, teshima k, shirai y, et al. organometal halide perovskitesas visible-light sensitizers for photovoltaic cells[j]. journal of the americanchemical society, 2009, 131(17): 6050-6051.

[2] yang w s, nohj h, jeon n j, et al. high-performance photovoltaic perovskite layersfabricated through intramolecular exchange[j]. science, 2015, 348(6240):1234-1237.

[3] bi d, tressw, dar m i, et al. efficient luminescent solar cells based on tailoredmixed-cation perovskites[j]. science advances, 2016, 2(1): e1501170.