项目名称: 亚带隙光吸收增强钙钛矿太阳电池转化效率的研究

项目编号: No.61504063

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2016

项目学科: 无线电电子学、电信技术

项目作者: 曹大鹏

作者单位: 南京邮电大学

项目金额: 20万元

中文摘要: 近几年,钙钛矿太阳能电池经过高速发展,转化效率已经达到20%。由于钙钛矿电池的内量子效率(IQE)已经接近100%,通过器件结构优化进一步提高IQE的空间很小。因此,为了进一步增加钙钛矿电池的太阳能转化效率,可以从增加光吸收效率的角度出发。上转换材料可以将低能量的光子转化为高能量的光子,从而使本来不能被钙钛矿吸收的部分红外光(> 800 nm)也可以被吸收利用,因此在钙钛矿电池中具有较大的应用潜力。本项目提出以水热法制备上转换材料纳米颗粒,调控上转化材料与TiO2颗粒的比例,以构建钙钛矿电池的多孔支撑层,综合考虑光吸收及电荷在复合电极中的传输,并以界面修饰改善光生电子-空穴的分离、收集效率,旨在构建出考虑高效太阳能吸收利用、提高光生电子-空穴分离与收集效率等因素综合效应的高效钙钛矿太阳能电池。

中文关键词: 太阳电池效率;光吸收;上转换;光生载流子

英文摘要: Organic–inorganic halide perovskite solar cells have been developed significantly in the present decade and reach a high power conversion efficiency (PCE) of 20%. The internal quantum efficiency (IQE) can reach almost 100% in some perovskite solar cells with high PCE, so the room of IQE can be increased is limited. To further improve PCE, one can increase the efficiency of light absorption. Un-conversion materials can transmit low-energy photons from the solar spectrum to higher-energy photons, which can then be utilized by perovskite solar cells. Therefore, luminescent up-conversion is a promising way to harvest near-infrared sunlight (> 800 nm) and improve the PCE of perovskite solar cells. .In this project, up-conversion (UC) materials will be fabricated by hydrothermal method firstly, and then the as-prepared UC materials combined with TiO2 nanoparticles are electrostatic sprayed on FTO to form mesoporous support films. Synthesizes the effect of light absorption and charge transfer in the combined electrode, regulate the content of UC materials in the combination photoanode to optimize the performance of perovskite solar cells. Moreover, the interface will also be modified to obtain high carriers separation and collection efficiency. The ultimate aim is to construct perovskite solar cells with high PCE, comprehensive considering enhanced solar absorption utilization efficiency, facilitated carrier injection and maintained good carrier extraction efficiency.

英文关键词: solar cell efficiency;light absorption;up-conversion;photo-generated carrier

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