錫鈣鈦礦薄膜的合成與表征

1.88萬字 53頁 原創(chuàng)作品，已通過查重系統(tǒng)

摘要
在能源緊缺、自然環(huán)境污染嚴(yán)峻的今天，能源議題已成為全球矚目的焦點。然而，尋找耗能較少的材料和制作過程簡便的工藝則是一個著重努力的課題?？茖W(xué)家們至今仍汲汲營營的尋找新技術(shù)、新材料和新能源。值得留意的是，一種具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的有機-無機雜化鹵化物新型材料制備出的太陽能電池在短短數(shù)年間在光電轉(zhuǎn)換效率上表現(xiàn)出大幅增長的勢頭，而日益成為太陽能光伏領(lǐng)域的新星。各國科研人員也有部分轉(zhuǎn)入到鈣鈦礦型太陽能電池的實驗研究當(dāng)中。
制備鈣鈦礦太陽能電池常用的材料為CH3NH3PbIxCl(3-x)(x=1，2，3)，其中鉛(Pb)有較大毒性，材料中的鉛(Pb)也可以用同主族的錫(Sn)代替，近一兩年，國外有部分科研團(tuán)隊投入到錫鈣鈦礦薄膜工藝制備的研究當(dāng)中。在此，本文選取常用的一步法進(jìn)行錫鈣鈦礦(CH3NH3SnI3)薄膜的制備，擬用X射線衍射儀、掃描電鏡、紫外-可見分光光度計等儀器對加入濃度10%和20%和30%的錫鈣鈦礦薄膜樣品的表面形貌、結(jié)晶性質(zhì)和吸收范圍進(jìn)行表征，并在大氣環(huán)境中對其穩(wěn)定性進(jìn)行考量。在最后的數(shù)據(jù)分析中，可以看出三組濃度中10%濃度制備的薄膜形貌最佳，其余兩組樣品在微觀形貌下存在孔洞、溝槽和裂紋等缺陷；XRD檢測可以看出CH3NH3SnI3晶系為立方晶系，晶格常數(shù)約6 Å；在紫外-可見光圖譜分析中可以看出該材料可以有效地吸收可見光范圍內(nèi)的太陽光，在黃綠光處吸收最佳。


關(guān)鍵詞：能源；鈣鈦礦；太陽能電池；表征