碳電極鈣鈦礦光伏器件制備與集成技術(shù)

第1章概述/1

1.1引言/1

1.1.1能源危機(jī)/1

1.1.2新能源需求/2

1.1.3太陽(yáng)能的利用/4

1.2光伏電池的分類/5

1.2.1硅基光伏電池/5

1.2.2化合物半導(dǎo)體薄膜光伏電池/7

1.2.3有機(jī)聚合物薄膜光伏電池/9

1.2.4染料敏化光伏電池/9

1.2.5有機(jī)無機(jī)雜化鈣鈦礦光伏電池/10

1.3鈣鈦礦光伏電池介紹/11

1.3.1鈣鈦礦材料的特性及電池的工作原理/11

1.3.2鈣鈦礦光伏電池的發(fā)展歷程/13

1.3.3鈣鈦礦光伏電池的組成結(jié)構(gòu)/15

1.3.4鈣鈦礦光伏電池的評(píng)價(jià)體系/16

1.4碳電極鈣鈦礦光伏電池的介紹/18

1.4.1碳電極鈣鈦礦光伏電池的起源/18

1.4.2碳電極鈣鈦礦光伏電池的分類與發(fā)展/18

參考文獻(xiàn)/20

第2章有機(jī)無機(jī)雜化碳電極鈣鈦礦光伏電池/27

2.1無空穴傳輸層有機(jī)無機(jī)雜化碳電極鈣鈦礦光伏電池/27

2.1.1器件制備/27

2.1.2電池結(jié)構(gòu)形貌表征/29

2.1.3器件光伏特性分析/32

2.1.4小結(jié)/37

2.2基于鎳摻雜氧化鈦電子傳輸層的碳電極鈣鈦礦光伏電池/38

2.2.1器件制備/39

2.2.2薄膜表征/40

2.2.3器件光伏特性分析/44

2.2.4器件穩(wěn)定性測(cè)試/49

2.2.5小結(jié)/49

2.3基于鋅摻雜氧化錫電子傳輸層的碳電極鈣鈦礦光伏電池/52

2.3.1器件制備/52

2.3.2薄膜表征/53

2.3.3器件光伏特性分析/56

2.3.4性能提升機(jī)理研究/56

2.3.5器件模塊化制備與可靠性評(píng)估/61

2.3.6小結(jié)/63

2.4基于硫化鎘電子傳輸層的全低溫碳電極鈣鈦礦光伏電池/63

2.4.1器件制備/64

2.4.2形貌表征與光電特性分析/64

2.4.3光電特性提升研究/68

2.4.4柔性器件研發(fā)/71

2.4.5小結(jié)/71

參考文獻(xiàn)/73

第3章全無機(jī)碳電極鈣鈦礦光伏電池/83

3.1基于酞菁銅空穴傳輸層的全無機(jī)鈣鈦礦光伏電池/83

3.1.1器件制備/83

3.1.2結(jié)構(gòu)形貌表征/84

3.1.3器件光伏特性分析/88

3.1.4小結(jié)/92

3.2基于連續(xù)蒸發(fā)工藝的全無機(jī)鈣鈦礦光伏電池/93

3.2.1器件制備/95

3.2.2薄膜表征/96

3.2.3器件光伏特性分析/103

3.2.4小結(jié)/107

3.3基于多步旋涂法的全無機(jī)鈣鈦礦光伏電池/108

3.3.1器件制備/108

3.3.2薄膜形貌表征/110

3.3.3器件光伏特性分析/112

3.3.4復(fù)合電子傳輸層形貌表征/114

3.3.5復(fù)合電子傳輸層器件光伏特性分析/116

3.3.6小結(jié)/120

3.4基于反溶劑法的全無機(jī)鈣鈦礦光伏電池/122

3.4.1器件制備/122

3.4.2薄膜表征/123

3.4.3器件光伏特性分析/130

3.4.4小結(jié)/135

3.5基于堿金屬離子摻雜的雙鹵素全無機(jī)鈣鈦礦光伏電池/136

3.5.1器件制備/137

3.5.2薄膜形貌表征/137

3.5.3器件光伏特性分析/141

3.5.4小結(jié)/148

參考文獻(xiàn)/148

第4章碳電極鈣鈦礦光伏器件封裝與集成/159

4.1碳電極鈣鈦礦光伏電池PDMS封裝/159

4.1.1基于PDMS的電池封裝工藝研究/159

4.1.2封裝電池性能測(cè)試與分析/160

4.1.2小結(jié)/170

4.2碳電極鈣鈦礦光伏電池與光解水制氫集成/171

4.2.1集成器件的制備/172

4.2.2集成器件的性能測(cè)試/174

4.1.2小結(jié)/177

4.3碳電極鈣鈦礦光伏電池與超級(jí)電容器集成/177

4.3.1器件制備/178

4.3.2鈣鈦礦光伏電池的表征及性能特點(diǎn)/179

4.3.3超級(jí)電容器的表征及性能特點(diǎn)/179

4.3.4集成能量包的表征及性能特點(diǎn)/184

4.3.5小結(jié)/187

4.4碳電極鈣鈦礦光伏電池與熱電模塊集成/188

4.4.1環(huán)境溫度對(duì)鈣鈦礦電池性能的影響/189

4.4.2集成器件制備/191

4.4.3集成器件性能表征/193

4.4.4小結(jié)/197

參考文獻(xiàn)/198

第5章鈣鈦礦材料在其他光電子器件中的應(yīng)用/206

5.1柔性鈣鈦礦/硫化鉬復(fù)合薄膜光電探測(cè)器/206

5.1.1器件制備/206

5.1.2器件性能表征/207

5.1.3小結(jié)/214

5.2基于銅離子摻雜的無空穴傳輸層自驅(qū)動(dòng)鈣鈦礦光電探測(cè)器/216

5.2.1器件制備/217

5.2.2形貌表征/217

5.2.3性能測(cè)試/219

5.2.4光通信應(yīng)用/225

5.2.5小結(jié)/227

5.3CsPbBr3光電探測(cè)器陣列制備與性能調(diào)控/229

5.3.1器件制備/230

5.3.2CuPc與CsPbBr3薄膜表征/231

5.3.3CsPbBr3光電探測(cè)器性能分析/231

5.3.4MoO3界面層對(duì)器件性能的影響研究/236

5.3.5MoO3層對(duì)界面電荷傳輸與復(fù)合的影響研究/241

5.3.6光電探測(cè)器陣列在成像領(lǐng)域的應(yīng)用探索/243

5.3.7小結(jié)/245

5.4無機(jī)非鉛AgBiI4鈣鈦礦柔性憶阻器/247

5.4.1器件制備/247

5.4.2結(jié)構(gòu)形貌表征/248

5.4.3阻變特性分析/252

5.4.4阻變機(jī)理分析/254

5.4.5AgBiI4憶阻神經(jīng)突觸特性模擬/257

5.4.6觸覺感存算技術(shù)研究/267

5.4.7小結(jié)/274

5.5無機(jī)非鉛Cs2AgBiBr6鈣鈦礦光電憶阻器及視覺感存算技術(shù)研究/275

5.5.1器件制備/276

5.5.2結(jié)構(gòu)形貌表征及阻變特性分析/278

5.5.3鈣鈦礦光電憶阻器阻變機(jī)理研究/284

5.5.4鈣鈦礦光電憶阻器1D1R陣列研究/289

5.5.5鈣鈦礦光電憶阻器視覺感存算一體化研究/293

5.5.6全光控自供能功能研究/297

5.5.7小結(jié)/303

參考文獻(xiàn)/303

附錄/318

附錄A試驗(yàn)用主要化學(xué)試劑與耗材列表/318

附錄B試驗(yàn)用主要儀器設(shè)備列表/322

附錄C史鐵林、廖廣蘭教授研究組于2016—2023年在鈣鈦礦光電子領(lǐng)域發(fā)表的期刊論文/324