近紅外量子點熒光集光太陽能光伏器件的制作和性能.pdf

1、在晶體硅太陽能電池可利用的波段中,波長大于600 nm的光子占總光子數(shù)的60％左右。為了更加有效地利用太陽光譜中的近紅外輻射,提高光伏發(fā)電的性價比,降低光伏發(fā)電的成本,本論文研究了利用近紅外PbS量子點材料制作近紅外熒光集光太陽能光伏器件的工藝和器件性能。論文分為三章:第一章是文獻綜述;第二章是近紅外PbS量子點熒光材料的合成和表征;第三章是近紅外量子點熒光集光太陽能光伏器件的制作和表征。
　　 第一章為緒論,首先從傳統(tǒng)能源的危

2、機和尋找可再生能源的必要性出發(fā),闡述了太陽能開發(fā)利用的重要性;其次,介紹了太陽能光伏發(fā)電的發(fā)展歷史,太陽能電池的原理和分類以及太陽能電池的發(fā)展方向;再次,綜述了熒光集光太陽能光伏器件的背景知識,介紹了熒光集光太陽能光伏器件的概念和原理;第四,介紹了量子點熒光材料,包括量子點的概念和特點,膠體化學法合成量子點材料的研究進展及量子點熒光材料在近紅外波段應用的優(yōu)勢;最后一部分闡述了本論文的選題意義和主要內(nèi)容。
　　 第二章是合成和表征

3、近紅外PbS量子點熒光材料的實驗部分和結(jié)果討論。利用有機合成法,選擇氧化鉛和六甲基二硅硫烷作為前驅(qū)體,引入三辛基膦作為穩(wěn)定劑,制備PbS量子點材料。通過X射線衍射儀、高分辨透射電鏡和熒光光譜儀對PbS量子點樣品的表征,表明合成的量子點尺寸均勻,其吸收波段在700-1000 nm,熒光發(fā)射波段在750-1100nm,熒光量子效率理論估算約為30%。
　　 第三章是制作和表征近紅外量子點熒光集光太陽能光伏器件的實驗部分和結(jié)果討論。利

4、用在前一章中制備的PbS量子點作為熒光介質(zhì),將其分散在正己烷中并相應設計了量子點溶液夾層封裝結(jié)構(gòu),與單晶硅太陽能電池耦合,制作了78 mm×78mm的近紅外熒光集光太陽能光伏器件,主要吸收太陽光譜中波長在700-1000 nm的近紅外輻射,其光電轉(zhuǎn)換效率最高達到1.38%。將其與吸收可見光的有機染料熒光集光太陽能光伏器件結(jié)合組成分波段利用的疊層熒光集光太陽能光伏器件,拓展了熒光集光太陽能光伏器件的光譜利用范圍,并使總效率提高到3.4%。