[00121771]基于多层级TiO2纳米结构阵列的钙钛矿太阳能电池研究

新兴的钙钛矿太阳能电池在便携电子、建筑物涂层和无人机等方面有广泛的应用前景,基于TiO2纳米结构阵列的钙钛矿太阳能电池具有低成本、易加工和载流子输运能力强等优点,但这种有序结构钙钛矿太阳能电池的效率受限于其较小的界面面积,即存在界面面积与载流子输运平衡的关键问题。为了提高TiO2纳米结构阵列/钙钛矿结构太阳能电池效率,保持TiO2纳米结构阵列载流子输运优势的同时,进一步增大TiO2/钙钛矿的界面面积显得尤为重要。另外,目前尚缺乏对基于TiO2纳米结构阵列的钙钛矿太阳能电池内部载流子动力学机理的研究,这对于理解界面面积-载流子动力学-光伏器件性能三者间的关系,进而理论指导实验,提高太阳能电池性能十分关键。本项目立足于申请者在纳米制备和光伏器件方面的良好工作基础,提出构筑多层级TiO2纳米结构阵列并研究这种钙钛矿太阳能电池的性质。研究内容包括：湿化学法精细设计多层级TiO2纳米结构以增大比表面积;对基于各层级TiO2纳米结构的钙钛矿太阳能电池的光伏和载流子输运性质进行深入研究。本研究有望提高基于TiO2纳米结构阵列的钙钛矿太阳能电池的效率,阐明界面面积-载流子动力学-光伏器件性能三者间的关系,并对其它氧化物的多层级纳米结构的制备产生借鉴作用。与光刻等传统方法相比,湿化学法具有大面积制备和工艺简单等优点,水热法生长单晶TiO2纳米棒阵列,进而采用其它湿化学法生长次级结构。这种有机联系多种湿化学方法制备多层级TiO2纳米结构阵列的思路具有先进性、创新性和普适性。本项目系统的提出湿化学法构筑多层级TiO2纳米结构阵列及其钙钛矿太阳能电池的完整研究方案,有望提高这类新型太阳能电池的性能,同时也有助于加深对其中重要物理问题的认识,如阐明界面面积-载流子动力学-光伏器件性能三者的关系等。 本项目立足于申请者在纳米制备和光伏器件方面的良好工作基础,提出构筑多层级TiO2纳米结构阵列并研究这种钙钛矿太阳能电池的性质。研究内容包括：湿化学法精细设计多层级TiO2纳米结构以增大比表面积;对基于各层级TiO2纳米结构的钙钛矿太阳能电池的光伏和载流子输运性质进行深入研究。本研究有望提高基于TiO2纳米结构阵列的钙钛矿太阳能电池的效率,阐明界面面积-载流子动力学-光伏器件性能三者间的关系,并对其它氧化物的多层级纳米结构的制备产生借鉴作用。