PbS量子點(diǎn)-TiO2異質(zhì)結(jié)器件的制備及其性能研究.pdf

1、太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文IPbS量子點(diǎn)TiO2異質(zhì)結(jié)器件的制備及其性能研究摘要近年來(lái)，膠體量子點(diǎn)（CQDs）因其可溶液加工制備、禁帶寬度可調(diào)和多激子產(chǎn)生效應(yīng)等特性，日益受到人們的廣泛關(guān)注。特別是PbS等IVVI族量子點(diǎn)因其光吸收范圍可拓展至近紅外光區(qū)，在太陽(yáng)能電池器件應(yīng)用方面尤其受到關(guān)注。PbS等膠體量子點(diǎn)電池的性能與其內(nèi)部載流子的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)移、輸運(yùn)和抽取等動(dòng)力學(xué)行為和過(guò)程密切相關(guān)，而這些動(dòng)力學(xué)行為和過(guò)程又與器件中各功能層的表界面性

2、質(zhì)和能級(jí)結(jié)構(gòu)直接相關(guān)。傳統(tǒng)的平面異質(zhì)結(jié)器件有源層厚度在200～300nm之間，限制了太陽(yáng)能電池對(duì)太陽(yáng)光的充分利用。針對(duì)以上問(wèn)題，本文以PbS量子點(diǎn)作為薄膜電池有源層，研究了不同粒徑量子點(diǎn)和不同配體處理的量子點(diǎn)其對(duì)異質(zhì)結(jié)電池性能的影響；以金紅石TiO2納米棒作為電子傳輸層，分析了PbS量子點(diǎn)TiO2納米棒異質(zhì)結(jié)器件性能。主要研究工作有以下兩方面內(nèi)容：1.以雙（三甲基硫化硅）為硫源，PbO為鉛源，采用熱注入法制備出了粒徑在2.6～4.5nm

3、的膠體PbS量子點(diǎn)。通過(guò)循環(huán)伏安測(cè)試和吸收光譜測(cè)試，確定了有機(jī)配體（油酸）和原子配體（四正丁基碘化銨，TBAI）鈍化的不同粒徑PbS量子點(diǎn)的導(dǎo)帶和價(jià)帶能級(jí)，并研究了量子點(diǎn)尺寸對(duì)PbSTiO2異質(zhì)結(jié)電池（空氣氣氛中制備）性能的影響。結(jié)果表明，當(dāng)PbS量子點(diǎn)尺寸從2.6nm增加至4.5nm時(shí)，油酸包覆PbS量子點(diǎn)的導(dǎo)帶底從3.67eV減小到4.0eV，價(jià)帶頂從5.19eV增加到4.97eV；而對(duì)于TBAI配體置換的PbS量子點(diǎn)，其導(dǎo)帶底和價(jià)