二氧化錫納米結構的可控合成及其在量子點敏化光伏電池中的應用.pdf

1、量子點敏化光伏電池(QDSSC)由于其廉價、高效等優(yōu)點而受到廣泛關注。光陽極材料作為QDSSC中的重要組成部分，不僅是量子點的載體，而且對光生電子起著分離和傳輸?shù)淖饔?。理想的光陽極材料應具有比表面積大、光散射性能好、載流子傳輸能力高等特點。與傳統(tǒng)的陽極材料相比，SnO2具有更高的電子遷移率以及更低的導帶位置，因此能與多種半導體量子點進行能級匹配。本文利用一步水熱法制備了各種不同形貌的SnO2，并作為光陽極材料應用于QDSSC，通過不同的

2、測試手段研究其生長機理，研究其結構對電池性能提高的影響機制。本文的主要研究內容如下:
　　(1)利用原位沉積的方法生成Ag/Ag2S綠色量子點，并作為高效的光敏化劑敏化SnO2光陽極，同時以Cu2S/Cu為對電極，S2-/Sn2-多硫氧化還原對水溶液為電解液，組裝光伏器件，其短路電流密度(Jsc)得到了很大的提升，達到了26.0 mA cm-2?；诠鈱W和電化學性能研究，Jsc的大幅度提高主要得益于Ag納米顆粒的等離子共振吸收作用

3、提高了陽極膜對入射光的吸收，以及熱電子在SnO2/Ag界面的快速的注入。
　　(2)以正丁醇為反應溶劑，氯化亞錫為前驅物，一步水熱法合成了SnO2多級納米晶體。通過調節(jié)反應時間研究其生長機理，所制備的多級結構經由初級納米晶定向組裝和Ostwald熟化兩步形成。將所制備的多級納米晶體應用于CdS/CdSe QDSSC，多級納米晶的高比表面積和孔徑，可以提高對量子點的吸附量。同時膜結構中的定向聯(lián)接結構減少了晶體界面，因此大幅提升了光生

4、電子在膜中的傳輸效率，減少了光電子的復合。故此，該電池的轉化效率達到了～3％，遠高于基于普通納米顆粒的電池性能。
　　(3)在乙醇/水混合反應體系中，利用氯化亞錫為前驅物，制備得到了SnO2分級微球結構。通過改變反應的時間，我們認為多級微球結構的形成經由成核、生長、組裝、熟化的過程。通過改變醇水比或鹽酸的添加量，可以調控初級納米顆粒的組裝，形成實心球，空心球等多種SnO2多級結構。將所制備的SnO2分級微球作為CdS/CdSe共敏