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纯相FAPbI3--Based钙钛矿的制备与其高性能器件研究的开题报告
一、研究背景与意义
随着太阳能电池的迅猛发展，作为其中的一种重要材料，钙钛矿（Perovskites）太阳能电池也受到了广泛关注。钙钛矿太阳能电池具有高效率、易制备、低成本等优点，在光电领域有很大潜力。目前，大部分研究工作都集中在异质结构、材料的稳定性等方面，但这些方面都会带来一定的制备难度和提高成本。
为了解决这些问题，人们在近年来开始关注制备更简单、低成本的单一材料的钙钛矿太阳能电池。其中，纯相FAPbI3--Based（FA：甲胺阴离子CH(NH2)2+；Pb：铅金属离子Pb2+；I：碘阴离子I-）钙钛矿太阳能电池因其简单制备、具有较高的光电转换效率等特点成为研究的热点。
因此，本文旨在针对纯相FAPbI3--Based钙钛矿的制备与器件性能进行深入研究，探索其在太阳能电池领域的应用潜力，并为相关新型光电材料的研究提供一定的参考。
二、研究内容与方法
1.纯相FAPbI3--Based钙钛矿材料的制备方法
目前对于纯相FAPbI3--Based钙钛矿的制备方法主要为两种：气相扩散法和溶液旋转涂覆法。本文将分别探究这两种方法的制备过程、优缺点。
①气相扩散法：掺杂钙离子来提高钙钛矿的稳定性
气相扩散法是利用气相通道制备钙钛矿薄膜的一种方法。在制备过程中，甲胺、CH3NH2（MA）和I2会被输入反应炉中，使它们之间出现气体相的反应，生成FAPbIx。铅，PbBr2溶液通常是以较低温度在沉积玻璃器皿上的，这种方法的主要缺点是制备的过程并不稳定。因此，通常会添加一小量Ca2+或Sr2+等离子，以提高钙钛矿反应的稳定性。
②溶液旋转涂覆法：通过添加有机卤代铅物质实现
溶液旋转涂覆法是利用溶液控制钙钛矿晶体的生长方向，从而形成具有优异性能的钙钛矿薄膜的方法。以FAPbI3为例，通过将甲基锡原位掺杂进钙钛矿晶体中，可以得到高品质、低缺陷密度的钙钛矿薄膜。
2.器件性能的测试与分析
本文将设计电池制备流程并采用太阳能电池测试仪等设备分析其器件性能。具体测试方法为：使用电池测试仪对制备完成后的电池进行测试，记录开路电压、短路电流、填充因子和转换效率等性能参数。
3.研究结果与分析
通过对测试所得数据的统计和对比分析，研究纯相FAPbI3--Based钙钛矿合成的优化条件、制备工艺的改进，最终达到更高的器件性能。
三、预期成果与意义
本文通过针对纯相FAPbI3--Based钙钛矿的制备与器件性能进行深入的研究，预计能够达到以下成果：
1.系统性地探究FAPbI3的气相扩散法和溶液旋转涂覆法制备的优缺点；
2.完成纯相FAPbI3--Based钙钛矿的制备，并对制备过程进行优化，其中尤其是气相扩散法的制备条件进行一定的改善；
3.设计合适的电池制备流程，并测定相关器件性能，探究其在太阳能电池领域的应用潜力；
4.通过研究不同制备条件下的器件性能，提出优化建议，为制备更高性能的钙钛矿太阳能电池提供基础研究支持。
本研究不仅有助于解决制备过程中的问题，而且对于基础研究的推进和未来更好的钙钛矿光电器件的实际应用都有很大的推动作用。同时，也为今后开展多种单一材料制备太阳能电池奠定了基础。