近紅外量子點(diǎn)熒光集光太陽(yáng)能光伏器件的制作和性能.pdf

1、在晶體硅太陽(yáng)能電池可利用的波段中,波長(zhǎng)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(yáng)光譜中的近紅外輻射,提高光伏發(fā)電的性價(jià)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(diǎn)材料制作近紅外熒光集光太陽(yáng)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(xiàn)綜述;第二章是近紅外PbS量子點(diǎn)熒光材料的合成和表征;第三章是近紅外量子點(diǎn)熒光集光太陽(yáng)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(jī)和尋找可再生能源的必要性出發(fā),闡述了太陽(yáng)能開(kāi)發(fā)利用的重要性;其次,介紹了太陽(yáng)能光伏發(fā)電的發(fā)展歷史,太陽(yáng)能電池的原理和分類以及太陽(yáng)能電池的發(fā)展方向;再次,綜述了熒光集光太陽(yáng)能光伏器件的背景知識(shí),介紹了熒光集光太陽(yáng)能光伏器件的概念和原理;第四,介紹了量子點(diǎn)熒光材料,包括量子點(diǎn)的概念和特點(diǎn),膠體化學(xué)法合成量子點(diǎn)材料的研究進(jìn)展及量子點(diǎn)熒光材料在近紅外波段應(yīng)用的優(yōu)勢(shì);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(diǎn)熒光材料的實(shí)驗(yàn)部分和結(jié)果討論。利用有機(jī)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(diǎn)材料。通過(guò)X射線衍射儀、高分辨透射電鏡和熒光光譜儀對(duì)PbS量子點(diǎn)樣品的表征,表明合成的量子點(diǎn)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(diǎn)熒光集光太陽(yáng)能光伏器件的實(shí)驗(yàn)部分和結(jié)果討論。利

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