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作者(中文):方建瑋
論文名稱(中文):使用化學浴沉積法合成氧化鋅之反式鉛鹵鈣鈦礦混成太陽能電池之製作
論文名稱(外文):Fabrication of inverted lead halide perovskite hybrid organic solar cells with chemical bath deposited Zinc Oxide
指導教授(中文):洪勝富
口試委員(中文):冉曉雯
孟心飛
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:電子工程研究所
學號:101063550
出版年(民國):103
畢業學年度:102
語文別:中文
論文頁數:55
中文關鍵詞:化學浴沉積法氧化鋅鈣鈦礦
外文關鍵詞:Chemical bath depositionZnOperovskite
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由於氧化鋅薄膜在大氣中的穩定性和好的載子傳導能力,目前被廣泛的研究與應用,我們將使用化學浴沉積法將氧化鋅薄膜應用在反式結構的太陽能電池當作電子傳輸層。化學浴是ㄧ種液相成積法,可以大面積的成膜,也就較易配合有機太陽能電池發展的趨勢。
目前反式鉛鹵鈣鈦礦太陽電池使用的電子傳輸層大多為TiO2,我們所用的電子傳輸層ZnO相較於TIO2有較好的電性,而且我們實驗室在過去製作純有機太陽電池時做過許多關於氧化鋅薄膜方面的實驗,因此本論文將使用氧化鋅製作反式鉛鹵鈣鈦礦太陽電池ITO/ZnO/peroovskite/P3HT/Ag。
最終製作效率大於4%的反式鉛鹵鈣鈦礦太陽電池。
Zinc Oxide (ZnO) with air-stable and high mobility.We use Chemical bath deposition to fabricate Zinc oxide thin films and use it as electron selective layer in inverted solar cells . The Chemical bath deposition with advantages of enabling large-area coating, which is future development of solar cells .
Many research groups reported that fabrication of inverted lead halide perovskite hybrid organic solar cells with Titanium dioxide as electron selective layer.ZnO thin films with higher mobility.Our group with many experience for using Zinc oxide thin films as electron selective layer.In this work, ZnO thin films were successfully deposited on glass/ITO substrates .Fabrication of inverted lead halide perovskite hybrid organic solar cells with glass/ITO/ZnO/peroovskite/P3HT/Ag。
The devices PCE achieved 4% with optimum P3HT film .
Keywords: Chemical bath deposition, ZnO, perovskite
目錄
摘要 I
ABSTRACT II
誌謝 III
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 VII
第一章 序論 1
1.1 研究背景 1
1.1.1 前言 1
1.1.2 太陽電池的發展 2
1.1.3 鈣鈦礦太陽電池之發展 3
1.2 研究動機 4
1.2.1 鈦礦太陽能電池優勢 4
1.2.2 鉛鹵鈣鈦礦太陽能電池 5
1.3 文獻回顧 7
1.3.1反式結構鉛鹵鈣鈦礦太陽能電池 7
1.4 論文架構 10
第二章 實驗原理 11
2.1 太陽電池基本介紹 11
2.1.1 太陽電池基本原理 11
2.1.2 理想太陽電池等效電路 11
2.1.3 實際太陽電池等效電路 13
2.1.4 太陽能電池基本參數介紹 15
2.2 鉛鹵鈣鈦礦太陽能電池材料特性 18
2.2.1 鉛鹵鈣鈦礦太陽能電池材料特性 18
2.2.2 太陽能電池能帶理論 19
2.3 本論文研究理論 20
2.3.1 主動層材料 20
2.3.2 電洞傳輸層材料 20
2.3.3 陰極材料 21
2.4 研究之元件結構與能帶圖 22
第三章 實驗方法與流程 23
3.1 基板蝕刻方法 23
3.1.1 G LASS/ITO基板蝕刻流程 23
3.2 化學浴沉積法 26
3.2.1 ITO玻璃基板清洗 26
3.2.2 化學浴法沉積氧化鋅 26
3.3 反式結構鉛鹵鈣鈦礦太陽能電池製程 29
3.3.1 主動層成膜 29
3.3.2 電洞傳輸層(P3HT)成膜 30
3.3.3 電極蒸鍍 31
3.3.4 封裝 31
3.4 量測 32
第四章 實驗結果與討論 34
4.1改變電洞傳輸層對元件結果的影響 35
4.2改變主動層對元件結果之影響 41
4.3量測起始點對於元件結果的影響 43
第五章 總結與未來展望 51
參考文獻 52
參考文獻
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