全文总字数：5729字
1. 研究目的与意义（文献综述）
随着社会的发展，人类社会对能源的需求越来越大，化石能源已逐渐不能满足人们的需求，并且随着化石能源的使用所带来的环境问题也引起人们的注意，寻找新型绿色能源的任务迫在眉睫。太阳能因为来源稳定、绿色环保、可持续利用时间长而备受人们关注，而对太阳能的利用主要就是通过太阳能电池。随着研究的不断深入，太阳能电池半导体材料层出不穷，钙钛矿太阳能电池由于制备成本低廉、对环境更友好，更受到研究者们的亲睐，而有望超越传统的晶硅太阳能电池[1-3]。
钙钛矿材料是结构通式为abx3的一类化合物。在有机-无机杂化钙钛矿材料中，a位阳离子一般为 1价，包括一些尺寸合适的有机阳离子，如甲胺阳离子（ma ）、甲脒阳离子（fa ），b位阳离子一般为 2价的第四主族元素，如pb2 、sn2 ,x位阴离子则主要为-1价的cl-、br-等卤族元素[4]。saliba michael等人[5]使用cs/ma/fa阳离子的混合物，可抑制黄相杂质出现，获得更高效的薄膜，pce稳定为21.1%。yang woonseok等人[6]通过含铯的混合阳离子、混合卤化物钙钛矿获得了 22.1%的光电转换效率。香港科技大学的杨世河教授课题组[7]，设计引入了一种界面修饰层ppdin6，将其修饰在pcbm和ag电极界面之间，成功地显著降低了陷阱密度，促进了电子的提取并抑制了界面上的载流子复合，pce达到20.43%。
但有机-无机杂化钙钛矿中的有机阳离子在光照和加热条件下是不稳定的，吸光材料易发生相变，而全无机钙钛矿材料因为更优异的稳定性有望解决这类电池长期稳定工作的问题[8-9]。全无机卤化钙钛矿材料cspbi3具有适合太阳能电池的带隙，1.73ev，但由于cs离子尺寸太小，难以维持pbi6六面体结构，所以在常温下下难以形成立方相（α黑相），而是会迅速相变为斜方相（δ黄相）[10]。yongping fu等人[11]引入一价有机阳离子来稳定卤化铯钙钛矿α相，采用oa和pea等长链铵添加剂在低温（120℃）退火条件下能制备稳定的cspbi3薄膜，添加oa和pea分成形成立方α相和正交β相薄膜，在室温下可以维持几个月的稳定状态。nam jk等人[12]利用k离子部分替代cs离子，通过调整原料的比例来提高卤化铯钙钛矿太阳能电池的性能与稳定性，当使用的k :cs =0.075:0.925时，器件的转化效率达到10%。随后，通过加入大半径阳离子苯乙胺（pea ）将三维cspbi3钙钛矿转变为二维钙钛矿，可以明显的提高薄膜的稳定性和性能。还可以加入hi [13]，snaith等人[14]通过加入添加剂hi在低温下制备了cspbi3钙钛矿太阳能电池，该方法在惰性气体、室温下就可以稳定黑相cspbi3。hi有助于形成小的钙钛矿晶体，从而产生晶格应变，在室温下稳定立方钙钛矿结构。
2. 研究的基本内容与方案
基本内容及目标：首先通过查阅文献，了解dmaxcs1-xpbi2br钙钛矿太阳能电池目前的研究进展以及影响电池稳定性和光电转换效率的一些常规因素；了解全无机钙钛矿太阳能电池的优化方法，熟悉各种常用的传输材料和电池结构，然后选择几种合适的电池结构；进行实验，使用不同结构制备基于dmaxcs1-xpbi2br的太阳能电池，测量其光电转换效率和相关参数，比较得出最优的电池结构。
拟采用的技术方案及措施：前期首先通过学校图书馆的数字资源库、知网、谷歌学术等途径查阅大量文献，学习钙钛矿太阳能电池的一些相关知识，了解影响电池性能的一些因素，理清钙钛矿太阳能电池的整个发展脉络及目前全无机钙钛矿、特别是dmaxcs1-xpbi2br钙钛矿的研究现状，学习对太阳能电池结构优化的相关知识，为后期的实验阶段做好准备。然后设计实验方案，选取一些合适的电池结构制备钙钛矿太阳能电池，分别测量他们的填充因子、光电转换效率等相关参数。最后对所选的几种结构进行比较，分析实验数据，得出最优的电池结构。
3. 研究计划与安排
第1－3周：查阅相关文献资料，明确研究内容和意义，了解dmaxcs1-xpbi2br钙钛矿目前的研究进展以及对钙钛矿电池中各层材料的要求，完成开题报告；
第4 - 6周：完成英文文献翻译，进一步完善研究目标，弄清影响钙钛矿电池性能的主要因素是什么，以及全无机钙钛矿中常用的优化方法有哪些；
第7 - 9周：了解传输层材料，根据查阅的文献，选择几种可能合适的电池结构，并制定实验计划；
4. 参考文献（12篇以上）
[1] 郑官豪杰. 钙钛矿太阳能电池微观结构调控和性能研究[d].中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所),2017.
[2] 李铃薇. 反式结构钙钛矿太阳能电池的制备及其改性研究[d].西安理工大学,2019.
[3] 窦尚轶. 钙钛矿太阳能电池电子传输层设计研究[d].华北电力大学(北京),2019.
课题毕业论文、开题报告、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
