碳电极钙钛矿光伏器件制备与集成技术

　　第1章概述/1
　　1.1引言/1
　　1.1.1能源危机/1
　　1.1.2新能源需求/2
　　1.1.3太阳能的利用/4
　　1.2光伏电池的分类/5
　　1.2.1硅基光伏电池/5
　　1.2.2化合物半导体薄膜光伏电池/7
　　1.2.3有机聚合物薄膜光伏电池/9
　　1.2.4染料敏化光伏电池/9
　　1.2.5有机无机杂化钙钛矿光伏电池/10
　　1.3钙钛矿光伏电池介绍/11
　　1.3.1钙钛矿材料的特性及电池的工作原理/11
　　1.3.2钙钛矿光伏电池的发展历程/13
　　1.3.3钙钛矿光伏电池的组成结构/15
　　1.3.4钙钛矿光伏电池的评价体系/16
　　1.4碳电极钙钛矿光伏电池的介绍/18
　　1.4.1碳电极钙钛矿光伏电池的起源/18
　　1.4.2碳电极钙钛矿光伏电池的分类与发展/18
　　参考文献/20
　　第2章有机无机杂化碳电极钙钛矿光伏电池/27
　　2.1无空穴传输层有机无机杂化碳电极钙钛矿光伏电池/27
　　2.1.1器件制备/27
　　2.1.2电池结构形貌表征/29
　　2.1.3器件光伏特性分析/32
　　2.1.4小结/37
　　2.2基于镍掺杂氧化钛电子传输层的碳电极钙钛矿光伏电池/38
　　2.2.1器件制备/39
　　2.2.2薄膜表征/40
　　2.2.3器件光伏特性分析/44
　　2.2.4器件稳定性测试/49
　　2.2.5小结/49
　　2.3基于锌掺杂氧化锡电子传输层的碳电极钙钛矿光伏电池/52
　　2.3.1器件制备/52
　　2.3.2薄膜表征/53
　　2.3.3器件光伏特性分析/56
　　2.3.4性能提升机理研究/56
　　2.3.5器件模块化制备与可靠性评估/61
　　2.3.6小结/63
　　2.4基于硫化镉电子传输层的全低温碳电极钙钛矿光伏电池/63
　　2.4.1器件制备/64
　　2.4.2形貌表征与光电特性分析/64
　　2.4.3光电特性提升研究/68
　　2.4.4柔性器件研发/71
　　2.4.5小结/71
　　参考文献/73
　　第3章全无机碳电极钙钛矿光伏电池/83
　　3.1基于酞菁铜空穴传输层的全无机钙钛矿光伏电池/83
　　3.1.1器件制备/83
　　3.1.2结构形貌表征/84
　　3.1.3器件光伏特性分析/88
　　3.1.4小结/92
　　3.2基于连续蒸发工艺的全无机钙钛矿光伏电池/93
　　3.2.1器件制备/95
　　3.2.2薄膜表征/96
　　3.2.3器件光伏特性分析/103
　　3.2.4小结/107
　　3.3基于多步旋涂法的全无机钙钛矿光伏电池/108
　　3.3.1器件制备/108
　　3.3.2薄膜形貌表征/110
　　3.3.3器件光伏特性分析/112
　　3.3.4复合电子传输层形貌表征/114
　　3.3.5复合电子传输层器件光伏特性分析/116
　　3.3.6小结/120
　　3.4基于反溶剂法的全无机钙钛矿光伏电池/122
　　3.4.1器件制备/122
　　3.4.2薄膜表征/123
　　3.4.3器件光伏特性分析/130
　　3.4.4小结/135
　　3.5基于碱金属离子掺杂的双卤素全无机钙钛矿光伏电池/136
　　3.5.1器件制备/137
　　3.5.2薄膜形貌表征/137
　　3.5.3器件光伏特性分析/141
　　3.5.4小结/148
　　参考文献/148
　　第4章碳电极钙钛矿光伏器件封装与集成/159
　　4.1碳电极钙钛矿光伏电池PDMS封装/159
　　4.1.1基于PDMS的电池封装工艺研究/159
　　4.1.2封装电池性能测试与分析/160
　　4.1.2小结/170
　　4.2碳电极钙钛矿光伏电池与光解水制氢集成/171
　　4.2.1集成器件的制备/172
　　4.2.2集成器件的性能测试/174
　　4.1.2小结/177
　　4.3碳电极钙钛矿光伏电池与超级电容器集成/177
　　4.3.1器件制备/178
　　4.3.2钙钛矿光伏电池的表征及性能特点/179
　　4.3.3超级电容器的表征及性能特点/179
　　4.3.4集成能量包的表征及性能特点/184
　　4.3.5小结/187
　　4.4碳电极钙钛矿光伏电池与热电模块集成/188
　　4.4.1环境温度对钙钛矿电池性能的影响/189
　　4.4.2集成器件制备/191
　　4.4.3集成器件性能表征/193
　　4.4.4小结/197
　　参考文献/198
　　第5章钙钛矿材料在其他光电子器件中的应用/206
　　5.1柔性钙钛矿/硫化钼复合薄膜光电探测器/206
　　5.1.1器件制备/206
　　5.1.2器件性能表征/207
　　5.1.3小结/214
　　5.2基于铜离子掺杂的无空穴传输层自驱动钙钛矿光电探测器/216
　　5.2.1器件制备/217
　　5.2.2形貌表征/217
　　5.2.3性能测试/219
　　5.2.4光通信应用/225
　　5.2.5小结/227
　　5.3CsPbBr3光电探测器阵列制备与性能调控/229
　　5.3.1器件制备/230
　　5.3.2CuPc与CsPbBr3薄膜表征/231
　　5.3.3CsPbBr3光电探测器性能分析/231
　　5.3.4MoO3界面层对器件性能的影响研究/236
　　5.3.5MoO3层对界面电荷传输与复合的影响研究/241
　　5.3.6光电探测器阵列在成像领域的应用探索/243
　　5.3.7小结/245
　　5.4无机非铅AgBiI4钙钛矿柔性忆阻器/247
　　5.4.1器件制备/247
　　5.4.2结构形貌表征/248
　　5.4.3阻变特性分析/252
　　5.4.4阻变机理分析/254
　　5.4.5AgBiI4忆阻神经突触特性模拟/257
　　5.4.6触觉感存算技术研究/267
　　5.4.7小结/274
　　5.5无机非铅Cs2AgBiBr6钙钛矿光电忆阻器及视觉感存算技术研究/275
　　5.5.1器件制备/276
　　5.5.2结构形貌表征及阻变特性分析/278
　　5.5.3钙钛矿光电忆阻器阻变机理研究/284
　　5.5.4钙钛矿光电忆阻器1D1R阵列研究/289
　　5.5.5钙钛矿光电忆阻器视觉感存算一体化研究/293
　　5.5.6全光控自供能功能研究/297
　　5.5.7小结/303
　　参考文献/303
　　附录/318
　　附录A试验用主要化学试剂与耗材列表/318
　　附录B试验用主要仪器设备列表/322
　　附录C史铁林、廖广兰教授研究组于2016—2023年在钙钛矿光电子领域发表的期刊论文/324 

　　史铁林（Shi Tielin，Professor），1964年1月出生，中共党员，博士，教授，博士生导师，*长江特聘教授，曾任机械学院党委书记。1985年本科、1988年硕士毕业于西安交通大学，1991年博士毕业于华中理工大学，1993年博士后出站，进入华中科技大学（原华中理工大学）工作。现任中国振动工程学会常务理事，中国振动工程学会动态信号分析专业委员会主任委员，中国振动工程学会故障诊断专业委员会副主任委员，中国微米纳米技术学会理事，《Frontiers of Mechanical Engineering》副主编、《机械工程学报》、《振动工程学报》、《中国机械工程》、《中国工程机械学报》、《振动与冲击》、《振动测试与诊断》等杂志编委。先后获国家*科技进步二等奖（应用类），国家*科技进步一等奖（理论类），机械工业部科技进步一等奖，国家科技进步三等奖，中国青年科技奖，全国优秀博士后、湖北省五四青年奖章、中国机械工程学会杰出青年科技奖、首批“新世纪百千万人才工程”*人选等荣誉称号等。

　　本书共分为5章。第一章是钙钛矿光伏器件概述，主要介绍钙钛矿材料在光伏领域的起源、分类与发展，以及碳电极钙钛矿光伏器件的优势。第二章是有机-无机杂化碳电极钙钛矿光伏电池，主要介绍了光阳极离子掺杂、界面修饰等手段来提升有机-无机杂化碳电极钙钛矿光伏电池的光电转化效率。第三章是全无机碳电极钙钛矿光伏电池，主要介绍了全无机钙钛矿CsPbBr3材料的可控制备方法及其在光伏领域的应用。第四章是碳电极钙钛矿光伏器件封装与集成，主要包括PDMS封装、光解水制氢集成、超级电容器集成与热电模块集成。第五章是钙钛矿材料在其它光电子器件中的探索与应用，主要包括光电探测、忆阻器与感存算技术等。