*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,*,面向柔性电子的碳电极钙钛矿太阳能电池,制备研究,面向柔性电子的碳电极钙钛矿太阳能电池,1.,研究意义,2.,国内外研究现状,3.,研究基础,4.,研究方案,5.,预期成果,报告主要内容：,1.研究意义报告主要内容：,能源危机,环境危机,政治危机,金融危机,能源危机环境危机政治危机金融危机,晶体硅太阳能电池,薄膜太阳能电池,染料敏化太阳能电池,钙钛矿太阳能电池,单晶硅太阳能电池,多晶硅太阳能电池,铜铟镓硒太阳能电池,CdS,太阳能电池,砷化镓太阳能电池,晶体硅太阳能电池薄膜太阳能电池染料敏化太阳能电池钙钛矿太阳能,钙钛矿,(Perovskite),，一般为立方体或,八面体,形状,优异的光电转化特性,光吸收度高,光生载流子运输能力强,廉价、可溶液配制,作为光电转化材料的优点：,染料敏化太阳能电池,自,Gratzel 1991,年发表达到,7.9%,，到,2015,年为,13%,共用了,24,年的时间，光电转换效率平均每年仅提高,0.25%,。,自,2009,年首次报道,钙钛矿电池,以来，其光电转化效率不足,4%,，到,2015,年突破,20%,，钙钛矿太阳电池迅猛发展，光电转换效率平均每年提高,3%,。,VS,钙钛矿(Perovskite)，一般为立方体或八面体形状,1.,研究意义,2.,国内外研究现状,3.,研究基础,4.,研究方案,5.,预期成果,报告主要内容：,1.研究意义报告主要内容：,对电极层,Au,固态电解质层 p-type spiro-OMeTAD,（空穴传输材料,HTM,）,钙钛矿吸收层,CH,3,NH,3,PbI,3,多孔氧化物层,TiO,2,导电玻璃层,FTO+Glass,电池的结构组成：,对电极层 Au固态电解质层 p-type spiro-OMe,美国可再生能源国家实验室（,NREL,）,钙钛矿电池,染料敏化电池,量子点电池,美国可再生能源国家实验室（NREL）钙钛矿电池染料敏化电池量,热蒸发工艺要求真空度极高，能耗大，材料浪费严重。,目前存在的挑战：,热蒸发工艺要求真空度极高，能耗大，材料浪费严重。目前存在的挑,柔性钙钛矿太阳能电池的制备：,柔性钙钛矿太阳能电池的制备：,1.,研究意义,2.,国内外研究现状,3.,研究基础,4.,研究方案,5.,预期成果,报告主要内容：,1.研究意义报告主要内容：,1,、光,-,热转换,2,、光电转换,a),光伏电池,b),光电化学电池,3,、光化学能转换,太阳能利用的基本途径,光,化学能转化,Fuels,CO,Sugar,H O,O,2,2,2,H,2,O,O,H,2,2,sc,M,e,Semiconductor/Liquid Junctions,太阳能,水 氢？,Photosynthesis,1、光-热转换太阳能利用的基本途径光 化学能转化Fuel,量子点敏化的微纳复合结构光解水制氢研究,在,CVD,工艺生长的硅微米线上水热生长,ZnO,纳米棒，然后通过量子点对结构敏化，极大的提升了光解水的能力，同时展现出优异的稳定性。,ACS NANO,，,2014,8(7):7163-7169,（,IF:12.881,）,量子点敏化的微纳复合结构光解水制氢研究在CVD工艺生长的硅微,全印刷碳对电极钙钛矿太阳能电池的开发,以碳代替金作为电池对电极，采用全印刷工艺制备电池，降低了制备成本，简化了制备工艺，为规模化制造与应用提供了思路。,Mei A,Li X,Liu L,et al.A hole-conductorfree,fully printable mesoscopic perovskite solar cell with high stabilityJ.Science,2014,345(6194):295-298.,全印刷碳对电极钙钛矿太阳能电池的开发以碳代替金作为电池对电极,基于碳对电极的钙钛矿太阳能电池制备研究,开发导电碳浆配方，实现低温下丝网印刷制备电池的对电极，探究碳层与钙钛矿层接触界面对电池性能影响。,Nanoscale,DOI:10.1039/C5NR07091K,（,IF:7.394,）,(,本人第一作者,),基于碳对电极的钙钛矿太阳能电池制备研究开发导电碳浆配方，实现,201510162849.3 一种柔性钙钛矿太阳能电池的制备工艺 廖广兰，,刘智勇,，史铁林，谭先华，孙博、吴悠妮,申请日期：,2015.04.08,201510295741.1 一种钙钛矿太阳能电池用导电碳浆、碳对电极、电池及制备方法 廖广兰，,刘智勇,，史铁林，谭先华，孙博，吴悠妮,申请日期：,2015.06.02,201510293584.0 一种碳对电极钙钛矿太阳能电池及其制备方法 廖广兰，,刘智勇,，史铁林，谭先华，孙博，吴悠妮,申请日期：,2015.06.02,201510162849.3 一种柔性钙钛矿太阳能电池的制备,主要的相关设备,完善的测试手段,所在单位所给予的人力，物力等方面的配套支持,电化学工作站（,AUT85264,）、太阳光模拟器,(94043A SOLAR SIM),、基恩士光学显微镜,(VHX-1000),、,AFM,原子力显微镜（,DI INNOVA,）、红外光谱仪,(UV-2600),、高低温退火炉,(HTF55322C),、手套箱（,VQB-2Y,）、行星式球磨机（,QM-QX04,）、,OXFORD,公司反应离子刻蚀机,(RIE),、感应耦合等离子体刻蚀机,ICP,、,MA6,光刻机、,AIO,自动匀胶显影轨道系统、,Universal SWB446,酸碱湿法腐蚀设备、,JS700-,型磁控溅射镀膜机、,JS550-,型磁控溅射镀膜机、,Plasmalab System 100,等离子增强化学气相淀积设备,PECVD,、,KOKUSS,公司,4,管低压化学汽相沉积设备,(LPCVD),、,红外测温仪、金相显微镜、,Veeco NanoScope MultiMode,扫描探针显微镜（包括,AFM,、,STM,），,Wyko NT110,光学轮廓仪、,Spectron5000,氦质谱检漏仪、微小六轴疲劳试验机、纳米级翘曲测量仪等等、环境扫描电镜,SEM,、透射电镜,TEM,、,X,射线透射显微镜、,X,射线衍射仪、声扫描显微镜、光谱扫描,/,分析系统,主要的相关设备完善的测试手段所在单位所给予的人力，物力等方面,1.,研究意义,2.,国内外研究现状,3.,研究基础,4.,研究方案,5.,预期成果,报告主要内容：,1.研究意义报告主要内容：,研究目标：,（,1,）研究碳浆组分对接触界面及电池性能的影响，优化并开发适用的低温导电碳浆配方，应用于钙钛矿太阳能电池的制备；,（,2,）开发柔性基底的钙钛矿太阳能电池光阳极结构的低温制备工艺，应用于柔性可穿戴电子的制备。,研究目标：（1）研究碳浆组分对接触界面及电池性能的影响，优化,项目技术路线,：,项目技术路线：,项目的特色与创新之处,：,（,1,）,制备低温导电碳浆料，,丝网印刷技术制备钙钛矿电池的对电极,，,代替传统贵金属金，,降低了制备成本，简化了制备工艺，为电池,规模化,制备提供了思路。,（,2,）以柔性透明导电薄膜作为电池基底，利用碳对电极低温成膜，再结合低温光阳极结构制备，,实现钙钛矿太阳能电池在可穿戴柔性电子制备中的应用,。,项目的特色与创新之处：（1）制备低温导电碳浆料，丝网印刷技术,1.,研究意义,2.,国内外研究现状,3.,研究基础,4.,研究方案,5.,预期成果,报告主要内容：,1.研究意义报告主要内容：,预期成果,：,（,1,）开发碳对电极浆料配方；,（,2,）实现钙钛矿太阳能电池在柔性电子制备中的应用；,（,3,）申报,1-2,项发明专利，发表高水平,SCI,论文,2-3,篇。,预期成果：（1）开发碳对电极浆料配方；,