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1. 研究目的与意义（文献综述）
近几年来环境问题受到人们的重视，使用可再生的绿色新能源成为人们的共同愿望之一。太阳能作为可再生新能源的一种在我们日常生活中已经有了一小部分应用，如：太阳能热水器、太阳能路灯和共享单车充电车篓等小功率供电系统等。2018年，全球光伏安装量约 103.3 GW，中国以 44.26 GW 位居第一，美国11.36 GW，但这些对于解决能源问题可谓杯水车薪，以我国为例，2018 年我国总发电量为 6.8 万亿千瓦时，而光伏发电为 1775 亿千瓦时仅占 2.6 %。到目前为止商用太阳能电池主要是硅太阳能池以及碲化镉，铜铟镓硒等薄膜太阳能电池，由于它们生产制造成本昂贵，同时又会产生污染，因此并未普及在新能源市场的应用。进一步降低太阳能光伏器件的成本、并采用绿色环保制备工艺是当前光伏产品发展的重要趋势。钙钛矿太阳能电池作为第三代新型的光伏器件，在材料成本和制备工艺方面均具有突出优势。
钙钛矿材料是指和CaTiO3结构相同的一类化合物，分子通式为ABX3，按A位阳离子的属性，由CH3NH3 (MA )、CH5N2 (FA )等离子组成为有机—无机杂化钙钛矿材料，由Cs ，Rb 等离子组成为无机钙钛矿材料[1]。从2009年到2019年8月，钙钛矿太阳能电池效率从3.8%发展到了25.2%[2]。到目前为止，效率最高的钙钛矿太阳能电池都是基于有机—无机杂化钙钛矿材料。但是有机—无机杂化钙钛矿材料由于有机组分具有挥发性，在高温、氧气、水分甚至光照条件下稳定性较差[3-6]。如MAPbI3可以很容易地分解为PbI2和MAI，而MAI可以在高温下进一步分解为CH3NH2和HI[7,8]，甚至CH3I和NH3[7,9-12]。无机钙钛矿材料如（CsPbI3、CsPbBr3）不含受热易挥发的有机基团，同时无机离子迁移势垒较高，因此无机钙钛矿材料在高温和潮湿环境下不易分解，但无机钙钛矿材料存在光活性相在室温下不稳定，容易发生相变成为光无效相的问题。最近黄劲松课题指出将卤化铅钙钛矿与硫/磷酸盐离子反应可将表面转化为不溶于水的铅（II）含氧酸盐，包覆的铅含氧酸盐薄层通过形成强化学键来增强钙钛矿薄膜的耐水性，也可通过钝化未配位的表面铅中心来降低钙钛矿表面的缺陷密度，以此可以有效地增加载流子复合寿命和转换效率。经过1200小时的老化试验后，该光电池样品的转换效率仅仅下降了20%[13]。本课题拟采用含氧酸铅修饰钙钛矿薄膜，探究该钝化对钙钛矿太阳能电池器件效率及稳定性的影响。
2. 研究的基本内容与方案
- 2.1基本内容
电池制备：采用fto/电子传输层/钙钛矿材料/sprio-ometad/au的结构，在fto基底的玻璃上通过化学浴沉积法制备一层电子传输层；之后用旋涂法沉积一层钙钛矿薄膜；然后旋涂一层sprio-ometad做空穴传输层；最后真空蒸镀一层金做为阴极。
改善性能：通过改进制备工艺、调整组成成分以及钝化等方法提升电池的光电转化效率和稳定性，并进行不少于500小时的稳定性测试。
材料表征：对制备的电池做结构表征和光电性能测试，通过xrd、tem、sem、xps、等表征手段对其各层材料形貌结构及元素构成进行分析。
3. 研究计划与安排
第1－7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8－12周：按照设计方案，调控薄膜的制备和修饰工艺参数方法。
第13－15周：采用sem、xrd、uv-vis、tem、ir等测试技术对复合材料的物相、显微结构、光电学性能进行测试。
4. 参考文献（12篇以上）
[1]范伟利,杨宗林,张振雲,齐俊杰.高效无空穴传输层碳基钙钛矿太阳能电池的制备与性能研究[j].物理学报,2018,228801:67
[2]nrel,bestresearch-cell eciencies, https://www.nrel.gov/pv/cell-efficiency.html
[3]lee j w, kim d h, kim h s, et al.formamidinium and cesium hybridization for photo- and moisture-stableperovskite solar cell[j]. advanced energy materials, 2015, 5(20):9
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