以快速沉積法製備FA-鈣鈦礦反置型平面結構太陽能電池

Translated title of the thesis: Fast Deposition-Crystallization Procedure for Formamidinium lead iodide inverted type planar-structured perovskite solar cell
  • 劉 安哲

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

本論文主要以分成兩部分，第一部份為製備鈣鈦礦晶體薄膜表面形貌的控制。鈣鈦礦晶體薄膜的製程目前在國際上大約有四種，分別是1) Sequential Deposition 2) One Step Deposition 3) Duel-Source Vapor Deposition and 4) Vapor-Assisted Solution Process。由於後兩項需要用到昂貴的設備和高溫製程，吾人採取前面的兩個低溫且較簡單、不須用到昂貴設備的製程來從事研發。以達到降低生產成本且維持一定轉換效率的方向研究。依實驗室環境最佳化鈣鈦礦晶體薄膜，吾人利用快速沉積法，以DMSO做為鈣鈦礦的高沸點極性溶液形成鈣鈦礦前驅溶液，利用快速沉積方法加工鈣鈦礦晶體薄膜(FDC-Fast Deposition-Crystallization Procedure)，進而獲得致密且均勻的的鈣鈦礦晶體薄膜以改善薄膜的覆?性，減少孔隙的形成獲得良好的薄膜以提高元件效率以及其再現性與穩定性。製備結構Glass/PEDOT:PSS/MA-Perovskite/PCBM/Ag 製備元件，利用快速沉積法，運用甲苯加工鈣鈦礦晶體表面去除多餘DMSO進而獲得緻密且均勻的晶體薄膜。 第二部分吾人則是參考快速沉積法，利用不同溶劑加工法製備FA-Perovskite薄膜，利用結構Glass/PEDOT:PSS/FA-Perovskite/PCBM/Ag 製備鈣鈦礦/富勒烯平面結構異質介面太陽能電池，由實驗結果發現利用快速沉積法對於主動層結晶性有很大的影響，更加直接反應在元件的效率表現上。接著，吾人再加以利用混和溶液之方法調配FA鈣鈦礦，將原本單一溶液DMSO加入部分比例的GBL(γ-丁內酯)，希望藉由混和溶液的方式製備出更加緻密的主動層薄膜，最後經由實驗測試發現以比例:(DMSO:GBL= 7:3 v/v)為調配之參數所製備出的元件之光電轉換效率最佳。以SEM進行表面分析，發現使用混和溶液並配合快速沉積法所製備出薄膜其單一晶格更大且以混和溶液配合快速沉積法所製備出的鈣鈦礦晶體薄膜相較於單一溶液其表面更加緻密且表面覆?率高，進行SEM與AFM研究與亮，暗態電流-電壓曲線測量以探討各參數之趨勢。實驗結果與分析將在本論文中加以說明與討論。最終效率達4 596%。
Date of Award2015 Aug 19
Original languageChinese
SupervisorChie Gau (Supervisor)

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