金屬硫化物敏化TiO2納米管電極的制備及其在太陽能電池中的應(yīng)用.pdf

1、索取號(hào)：O646密級(jí)：公開碩士學(xué)位論文金屬硫化物敏化金屬硫化物敏化TiO2納米管電極的制備及其納米管電極的制備及其在太陽能電池中的應(yīng)用在太陽能電池中的應(yīng)用研究生：生：姚利珍姚利珍指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師：孔德生孔德生教授教授培養(yǎng)單位：培養(yǎng)單位：化學(xué)與化工學(xué)院化學(xué)與化工學(xué)院學(xué)科、專業(yè)：學(xué)科、專業(yè)：物理化學(xué)物理化學(xué)完成時(shí)間：完成時(shí)間：2016年4月10日答辯時(shí)間：答辯時(shí)間：2016年6月12日摘要I摘要隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口的快速增長(zhǎng)，能源危機(jī)

2、和環(huán)境污染已成為當(dāng)今社會(huì)所面臨的兩大問題。目前，最有效的解決方法是新能源的開發(fā)和利用。量子點(diǎn)敏化太陽能電池由于無毒、轉(zhuǎn)化效率高、價(jià)格低、制備簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)受到了很多研究人員的青睞。我們首先通過電化學(xué)陽極氧化法在鈦片上制備了銳鈦礦型二氧化鈦納米管，然后使用金屬硫化物量子點(diǎn)敏化二氧化鈦納米管，最終得到了復(fù)合電極，并對(duì)復(fù)合電極的光電性能進(jìn)行了研究。（1）本文以TiO2納米管為基底，通過連續(xù)離子層吸附反應(yīng)（SILAR）分別制備了TiO2CdS和Ti

3、O2Bi2S3復(fù)合電極。利用電化學(xué)工作站測(cè)試了CdS和Bi2S3不同循環(huán)層數(shù)的復(fù)合電極的電化學(xué)性能，最終結(jié)果表明：隨著CdS和Bi2S3量子點(diǎn)敏化循環(huán)層數(shù)的增加，TiO2CdS和TiO2Bi2S3兩種復(fù)合電極的光電流先增加后減弱，當(dāng)量子點(diǎn)在TiO2納米管敏化循環(huán)20層時(shí)，兩種復(fù)合電極的光電流密度和光電轉(zhuǎn)化效率均達(dá)到了最大值，此時(shí)TiO2CdS復(fù)合電極的轉(zhuǎn)化效率是TiO2電極的11.87倍，TiO2Bi2S3復(fù)合電極的轉(zhuǎn)化效率是TiO2電

4、極的19.87倍。（2）本文采用連續(xù)離子層吸附反應(yīng)將CdS和Bi2S3兩種量子點(diǎn)材料同時(shí)對(duì)TiO2納米管進(jìn)行敏化，制備了TiO2CdSBi2S3和TiO2Bi2S3CdS雙敏化電極，并對(duì)它們進(jìn)行了光電化學(xué)性能測(cè)試。結(jié)果表明：TiO2CdSBi2S3電極的光化學(xué)性能不僅強(qiáng)于TiO2CdS單敏化電極的光化學(xué)性能，而且強(qiáng)于TiO2Bi2S3CdS雙敏化電極的光電化學(xué)性能，且TiO2CdSBi2S3電極的光電轉(zhuǎn)化效率分別約是TiO2CdS電極和

5、TiO2Bi2S3CdS電極的1.79倍和2.1倍。（3）首先通過高溫水熱法合成了Cu2ZnSnS4（CZTS）材料，然后以TiO2納米管為基底，利用旋涂法制備了TiO2CZTS復(fù)合電極。在不同的電解質(zhì)溫度下，對(duì)制備的TiO2CZTS電極進(jìn)行電化學(xué)性能的測(cè)試。結(jié)果表明：在545?C范圍內(nèi)，隨著電解質(zhì)溫度的升高，TiO2CZTS電極的光電流密度先升高后降低，當(dāng)電解質(zhì)溫度為5?C時(shí)，TiO2CZTS復(fù)合電極的光電流密度、光電轉(zhuǎn)化效率及準(zhǔn)一級(jí)