碳電極鈣鈦礦光伏器件製備與集成技術

第1章概述/1
1.1引言/1
1.1.1能源危機/1
1.1.2新能源需求/2
1.1.3太陽能的利用/4
1.2光伏電池的分類/5
1.2.1矽基光伏電池/5
1.2.2化合物半導體薄膜光伏電池/7
1.2.3聚合物薄膜光伏電池/9
1.2.4染料敏化光伏電池/9
1.2.5-無機雜化鈣鈦礦光伏電池/10
1.3鈣鈦礦光伏電池介紹/11
1.3.1鈣鈦礦材料的特性及電池的工作原理/11
1.3.2鈣鈦礦光伏電池的發展歷程/13
1.3.3鈣鈦礦光伏電池的組成結構/15
1.3.4鈣鈦礦光伏電池的評價體系/16
1.4碳電極鈣鈦礦光伏電池的介紹/18
1.4.1碳電極鈣鈦礦光伏電池的起源/18
1.4.2碳電極鈣鈦礦光伏電池的分類與發展/18
參考文獻/20

第2章-無機雜化碳電極鈣鈦礦光伏電池/27
2.1無空穴傳輸層-無機雜化碳電極鈣鈦礦光伏電池/27
2.1.1器件製備/27
2.1.2電池結構形貌表徵/29
2.1.3器件光伏特性分析/32
2.1.4小結/37
2.2基於鎳摻雜氧化鈦電子傳輸層的碳電極鈣鈦礦光伏電池/38
2.2.1器件製備/39
2.2.2薄膜表徵/40
2.2.3器件光伏特性分析/44
2.2.4器件穩定性測試/49
2.2.5小結/49
2.3基於鋅摻雜氧化錫電子傳輸層的碳電極鈣鈦礦光伏電池/52
2.3.1器件製備/52
2.3.2薄膜表徵/53
2.3.3器件光伏特性分析/56
2.3.4性能提升機理研究/56
2.3.5器件模塊化製備與可靠性評估/61
2.3.6小結/63
2.4基於硫化鎘電子傳輸層的全低溫碳電極鈣鈦礦光伏電池/63
2.4.1器件製備/64
2.4.2形貌表徵與光電特性分析/64
2.4.3光電特性提升研究/68
2.4.4柔性器件研發/71
2.4.5小結/71
參考文獻/73

第3章全無機碳電極鈣鈦礦光伏電池/83
3.1基於酞菁銅空穴傳輸層的全無機鈣鈦礦光伏電池/83
3.1.1器件製備/83
3.1.2結構形貌表徵/84
3.1.3器件光伏特性分析/88
3.1.4小結/92
3.2基於連續蒸發工藝的全無機鈣鈦礦光伏電池/93
3.2.1器件製備/95
3.2.2薄膜表徵/96
3.2.3器件光伏特性分析/103
3.2.4小結/107
3.3基於多步旋塗法的全無機鈣鈦礦光伏電池/108
3.3.1器件製備/108
3.3.2薄膜形貌表徵/110
3.3.3器件光伏特性分析/112
3.3.4複合電子傳輸層形貌表徵/114
3.3.5複合電子傳輸層器件光伏特性分析/116
3.3.6小結/120
3.4基於反溶劑法的全無機鈣鈦礦光伏電池/122
3.4.1器件製備/122
3.4.2薄膜表徵/123
3.4.3器件光伏特性分析/130
3.4.4小結/135
3.5基於鹼金屬離子摻雜的雙鹵素全無機鈣鈦礦光伏電池/136
3.5.1器件製備/137
3.5.2薄膜形貌表徵/137
3.5.3器件光伏特性分析/141
3.5.4小結/148
參考文獻/148

第4章碳電極鈣鈦礦光伏器件封裝與集成/159
4.1碳電極鈣鈦礦光伏電池PDMS封裝/159
4.1.1基於PDMS的電池封裝工藝研究/159
4.1.2封裝電池性能測試與分析/160
4.1.2小結/170
4.2碳電極鈣鈦礦光伏電池與光解水制氫集成/171
4.2.1集成器件的製備/172
4.2.2集成器件的性能測試/174
4.1.2小結/177
4.3碳電極鈣鈦礦光伏電池與超級電容器集成/177
4.3.1器件製備/178
4.3.2鈣鈦礦光伏電池的表徵及性能特點/179
4.3.3超級電容器的表徵及性能特點/179
4.3.4集成能量包的表徵及性能特點/184
4.3.5小結/187
4.4碳電極鈣鈦礦光伏電池與熱電模塊集成/188
4.4.1環境溫度對鈣鈦礦電池性能的影響/189
4.4.2集成器件製備/191
4.4.3集成器件性能表徵/193
4.4.4小結/197
參考文獻/198

第5章鈣鈦礦材料在其他光電子器件中的應用/206
5.1柔性鈣鈦礦/硫化鉬複合薄膜光電探測器/206
5.1.1器件製備/206
5.1.2器件性能表徵/207
5.1.3小結/214
5.2基於銅離子摻雜的無空穴傳輸層自驅動鈣鈦礦光電探測器/216
5.2.1器件製備/217
5.2.2形貌表徵/217
5.2.3性能測試/219
5.2.4光通信應用/225
5.2.5小結/227
5.3CsPbBr3光電探測器陣列製備與性能調控/229
5.3.1器件製備/230
5.3.2CuPc與CsPbBr3薄膜表徵/231
5.3.3CsPbBr3光電探測器性能分析/231
5.3.4MoO3界面層對器件性能的影響研究/236
5.3.5MoO3層對界面電荷傳輸與複合的影響研究/241
5.3.6光電探測器陣列在成像領域的應用探索/243
5.3.7小結/245
5.4無機非鉛AgBiI4鈣鈦礦柔性憶阻器/247
5.4.1器件製備/247
5.4.2結構形貌表徵/248
5.4.3阻變特性分析/252
5.4.4阻變機理分析/254
5.4.5AgBiI4憶阻神經突觸特性模擬/257
5.4.6觸覺感存算技術研究/267
5.4.7小結/274
5.5無機非鉛Cs2AgBiBr6鈣鈦礦光電憶阻器及視覺感存算技術研究/275
5.5.1器件製備/276
5.5.2結構形貌表徵及阻變特性分析/278
5.5.3鈣鈦礦光電憶阻器阻變機理研究/284
5.5.4鈣鈦礦光電憶阻器1D1R陣列研究/289
5.5.5鈣鈦礦光電憶阻器視覺感存算一體化研究/293
5.5.6全光控自供能功能研究/297
5.5.7小結/303
參考文獻/303

附錄/318
附錄A試驗用主要化學試劑與耗材列表/318
附錄B試驗用主要儀器設備列表/322
附錄C史鐵林、廖廣蘭教授研究組于2016—2023年在鈣鈦礦光電子領域發表的期刊論文/324

史鐵林（Shi Tielin，Professor），1964年1月出生，中共黨員，博士，教授，博士生導師，長江特聘教授，曾任機械學院黨委書記。1985年本科、1988年碩士畢業于西安交通大學，1991年博士畢業于華中理工大學，1993年博士後出站，進入華中科技大學（原華中理工大學）工作。
 
現任中國振動工程學會常務理事，中國振動工程學會動態信號分析專業委員會主任委員，中國振動工程學會故障診斷專業委員會副主任委員，中國微米納米技術學會理事，《Frontiers of Mechanical Engineering》副主編、《機械工程學報》、《振動工程學報》、《中國機械工程》、《中國工程機械學報》、《振動與衝擊》、《振動測試與診斷》等雜誌編委。先後獲國家科技進步二等獎（應用類），國家科技進步一等獎（理論類），機械工業部科技進步一等獎，國家科技進步三等獎，中國青年科技獎，全國優秀博士後、湖北省五四青年獎章、中國機械工程學會傑出青年科技獎、首批“新世紀百千萬人才工程”重量人選等榮譽稱號等。