1、對于鈣鈦礦太陽能電池來說，深入了解材料的性能(本征晶體結(jié)構(gòu)，材料的摻雜)和太陽能電池器件工作機理(電子和空穴的傳輸模式，載流子動力學和光伏性能)之間的關(guān)系是鈣鈦礦太陽能電池重要的研究方向之一。在保持較高的電池轉(zhuǎn)換效率的同時，簡化制備工藝和降低電池成本是提升鈣鈦礦太陽能電池應用前景的重要途徑。通過摻雜鈣鈦礦界面與金屬接觸的優(yōu)化設計能研究鈣鈦礦材料的本征特性、擺脫使用空穴傳輸層、簡化鈣鈦礦太陽能電池制備工藝和得到較高光伏性能，同時也是研究光

2、伏電池器件工作機理的一種非常有效的手段。在本文中，我們報道一種在 ITO基底上利用簡單的一步旋涂法原位制備出具有獨特結(jié)構(gòu)的銅摻雜鈣鈦礦(CH3NH3)1-xCuxPbI3材料。我們首先結(jié)合TEM和XPS技術(shù)證明了銅元素摻雜在鈣鈦礦結(jié)構(gòu)中。這個摻雜的現(xiàn)象被證明可能是發(fā)生在用于制膜的旋涂過程中，且在該過程中可能原位形成了具有梯度銅鉛比的摻雜薄膜。此外，我們設計和制造了一系列反式的無空穴傳輸層結(jié)構(gòu)ITO/(CH3NH3)1-xCuxPbI3/

3、 PCBM/ Ag器件。通過對這些器件光電性能的初步測試，獲得了令人滿意的高達15.84％的光電轉(zhuǎn)換效率，這是目前無空穴傳輸層結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽能電池所表現(xiàn)出的優(yōu)異轉(zhuǎn)換效率。通過分析瞬態(tài)光電壓(TPV)和KPFM數(shù)據(jù)，由于合適的費米能級調(diào)制作用，銅摻雜的鈣鈦礦薄膜中光生載流子分離速度加快，同時與 ITO界面處的電荷復合減少。同時發(fā)現(xiàn)銅摻雜鈣鈦礦薄膜中可能存在一個從(CH3NH3)1-xCuxPbI3表面指向ITO電極的內(nèi)建電場，并且薄膜內(nèi)部

4、合適的費米能級對促進空穴的收集和傳輸起到了關(guān)鍵性作用。該方法除了有效地降低了制造成本，還提供了一種新的原位摻雜的研究方向，即通過調(diào)整鈣鈦礦材料(CH3NH3)1-xCuxPbI3的能帶結(jié)構(gòu)改善其在ITO一側(cè)收集空穴的能力。針對鈣鈦礦太陽能電池的組裝和系統(tǒng)設計，本文提供了一種鈣鈦礦太陽能電池新的組裝方法，對輸配電系統(tǒng)不便利條件下的用戶用電問題進行了家用光伏發(fā)電系統(tǒng)的設計，包括蓄電池容量的計算、控制器的選擇、逆變器的選擇等。經(jīng)過測試，鈣鈦礦