钙钛矿太阳能电池中FTO/TiO2和PbI2的原位回收利用研究

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随着人类工业化进程的加快,人类对能源的需求也在不断的加大。传统的化石能源已经不能够负担人类对能源的需求。众所周知,传统的化石能源不仅资源有限,而且在转化成能源的过程中,容易产生对环境有害的物质。为了解决传统化石能源所存在的资源有限和引发相应环境问题的难题,太阳能光伏技术逐渐进入人类视野。钙钛矿光伏器件由于其优异的光电性能而被许多研究者们关注着。迄今为止,钙钛矿光伏电池的光转换效率已经高达25.2%,能与现有的硅基太阳能光伏电池的光转换效率相媲美,有望成为取代硅基太阳能光伏电池的候选者。如今,对于钙钛矿光伏电池的研究仍在有条不紊的进行着,为了让其能够在商业化市场中占到一席之地。对于未来的商业化模块和现今实验室制备的器件结构而言,终会有成为光伏废物的一天。为了减少资源成本的浪费和光伏废物带来的环境影响,为了回收利用废弃器件中有用的组分,本论文开展了如下的工作:(1)我们采用DMF溶液浸泡的简单方式,对介孔结构器件进行了Glass/FTO/c-TiO2/m-TiO2基底的回收再利用。我们通过比较回收前后Glass/FTO/c-TiO2/m-TiO2基底的形貌和光学性能,发现回收前后性能极为相似。还对其相应的器件进行了效率测试,发现回收后器件的效率稍高于原始器件的效率。这不仅达到了回收的效果,并猜测DMF溶液能够对m-TiO2进行相应的优化,从而使器件性能得到提升。(2)我们采用了去离子水超声的简单方式,对平面器件进行了Glass/FTO/c-TiO2基底的回收再利用。通过对比回收前后Glass/FTO/c-TiO2基底的形貌和光学性能,发现回收前后的形貌一致,但光学性能存在稍微的改变。此外,相应器件的效率显示,回收后器件效率低于原始器件效率,差值不是很大,被认为是可回收再利用的。(3)我们对原位回收PbI2进行了初步的探究。发现回收前后效率相差较大,并且存在钙钛矿制备上的差异。因此,在回收工作中,不予首先考虑PbI2的回收。
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