面向柔性電子的碳電極鈣鈦礦太陽能電池制備研究1.研究意義2.國內外研究現狀3.研究基礎4.研究方案5.預期成果報告主要內容：能源危機環境危機政治危機金融危機晶體硅太陽能電池薄膜太陽能電池染料敏化太陽能電池鈣鈦礦太陽能電池單晶硅太陽能電池多晶硅太陽能電池銅銦鎵硒太陽能電池CdS太陽能電池砷化鎵太陽能電池鈣鈦礦(Perovskite)，一般為立方體或八面體形狀優異的光電轉化特性光吸收度高光生載流子運輸能力強廉價、可溶液配制作為光電轉化材料的優點：

染料敏化太陽能電池自Gratzel1991年發表達到7.9%，到2015年為13%共用了24年的時間，光電轉換效率平均每年僅提高0.25%。

自2009年首次報道鈣鈦礦電池以來，其光電轉化效率不足4%，到2015年突破20%，鈣鈦礦太陽電池迅猛發展，光電轉換效率平均每年提高3%。VS1.研究意義2.國內外研究現狀3.研究基礎4.研究方案5.預期成果報告主要內容：對電極層Au固態電解質層p-typespiro-OMeTAD（空穴傳輸材料HTM）鈣鈦礦吸收層CH3NH3PbI3多孔氧化物層TiO2導電玻璃層FTO+Glass電池的結構組成：美國可再生能源國家實驗室（NREL）鈣鈦礦電池染料敏化電池量子點電池熱蒸發工藝要求真空度極高，能耗大，材料浪費嚴重。目前存在的挑戰：柔性鈣鈦礦太陽能電池的制備：1.研究意義2.國內外研究現狀3.研究基礎4.研究方案5.預期成果報告主要內容：1、光-熱轉換2、光電轉換

a)光伏電池

b)光電化學電池3、光－化學能轉換太陽能利用的基本途徑光?化學能轉化FuelsCOSugarHOO222H2OOH22scMeSemiconductor/LiquidJunctions太陽能＋水＝氫？Photosynthesis量子點敏化的微納復合結構光解水制氫研究在CVD工藝生長的硅微米線上水熱生長ZnO納米棒，然后通過量子點對結構敏化，極大的提升了光解水的能力，同時展現出優異的穩定性。ACSNANO，2014,8(7):7163-7169（IF:12.881）全印刷碳對電極鈣鈦礦太陽能電池的開發以碳代替金作為電池對電極，采用全印刷工藝制備電池，降低了制備成本，簡化了制備工藝，為規?；圃炫c應用提供了思路。MeiA,LiX,LiuL,etal.Ahole-conductor–free,fullyprintablemesoscopicperovskitesolarcellwithhighstability[J].Science,2014,345(6194):295-298.基于碳對電極的鈣鈦礦太陽能電池制備研究

Jsc(mAcm-2)Voc(V)FFPCE(%)Solarcells18.3(14.9)0.85(0.82)0.44(0.43)6.88(5.31)開發導電碳漿配方，實現低溫下絲網印刷制備電池的對電極，探究碳層與鈣鈦礦層接觸界面對電池性能影響。Nanoscale,DOI:

10.1039/C5NR07091K（IF:7.394）(本人第一作者)201510162849.3一種柔性鈣鈦礦太陽能電池的制備工藝廖廣蘭，劉智勇，史鐵林，譚先華，孫博、吳悠妮申請日期：2015.04.08201510295741.1一種鈣鈦礦太陽能電池用導電碳漿、碳對電極、電池及制備方法廖廣蘭，劉智勇，史鐵林，譚先華，孫博，吳悠妮申請日期：2015.06.02201510293584.0一種碳對電極鈣鈦礦太陽能電池及其制備方法廖廣蘭，劉智勇，史鐵林，譚先華，孫博，吳悠妮申請日期：2015.06.02主要的相關設備完善的測試手段所在單位所給予的人力，物力等方面的配套支持

電化學工作站（AUT85264）、太陽光模擬器(94043ASOLARSIM)、基恩士光學顯微鏡(VHX-1000)、AFM原子力顯微鏡（DIINNOVA）、紅外光譜儀(UV-2600)、高低溫退火爐(HTF55322C)、手套箱（VQB-2Y）、行星式球磨機（QM-QX04）、OXFORD公司反應離子刻蝕機(RIE)、感應耦合等離子體刻蝕機ICP、MA6光刻機、AIO自動勻膠顯影軌道系統、UniversalSWB446酸堿濕法腐蝕設備、JS700-型磁控濺射鍍膜機、JS550-型磁控濺射鍍膜機、PlasmalabSystem100等離子增強化學氣相淀積設備PECVD、KOKUSS公司4管低壓化學汽相沉積設備(LPCVD)、

紅外測溫儀、金相顯微鏡、VeecoNanoScopeMultiMode掃描探針顯微鏡（包括AFM、STM），WykoNT110光學輪廓儀、Spectron5000氦質譜檢漏儀、微小六軸疲勞試驗機、納米級翹曲測量儀等等、環境掃描電鏡SEM、透射電鏡TEM、X射線透射顯微鏡、X射線衍射儀、聲掃描顯微鏡、光譜掃描/分析系統1.研究意義2.國內外研究現狀3.研究基礎4.研究方案5.預期成果報告主要內容：研究目標：（1）研究碳漿組分對接觸界面及電池性能的影響，優化并開發適用的低溫導電碳漿配方，應用于鈣鈦礦太陽能電池的制備；

（2）開發柔性基底的鈣鈦礦太陽能電池光陽極結構的低溫制備工藝，應用于柔性可穿戴電子的制備。項目技術路線：項目的特色與創新之處：（1）制備低溫導電碳漿料，絲網印刷技術制備鈣鈦礦電池的對電極，代替傳統貴金屬金，降低了制備成本，簡化了制備工藝，為電池規?；苽涮峁┝怂悸贰?/p>

（2）以柔性透明導電薄膜作為電池基底，利用碳對電極低溫成膜，再結合低溫光陽極結構制備，實現鈣鈦礦太陽能電池在可穿戴柔性電子制備中的應用。1