量子點(diǎn)敏化TiO2基納米結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能電池制備與表征.pdf

1、量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池(Quantum dots sensitized solar cells)是目前材料科學(xué)、物理、化學(xué)等交叉學(xué)科的熱點(diǎn)研究方向，國(guó)外學(xué)者預(yù)測(cè)該類(lèi)電池是未來(lái)高效率低成本太陽(yáng)電池的最佳候選之一。但是迄今光電轉(zhuǎn)換效率還無(wú)法與染料敏化太陽(yáng)能電池相媲美是制約該種電池進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸?；谀壳皣?guó)內(nèi)外量子點(diǎn)敏化電池的研究進(jìn)展，本論文結(jié)合已經(jīng)成熟的納米薄膜制備工藝，對(duì)改善量子點(diǎn)敏化電池的光電轉(zhuǎn)換效率進(jìn)行了系列探索研究。主要結(jié)果與創(chuàng)新點(diǎn)

2、如下：
　　 1、制備了CdS量子點(diǎn)敏化TiO2納米晶多孔薄膜太陽(yáng)能電池，發(fā)現(xiàn)通過(guò)提高工作電極孔隙率，可改善CdS量子點(diǎn)對(duì)其“浸潤(rùn)”性修飾；以“整體燒結(jié)”方式在FTO導(dǎo)電玻璃與TiO2納米晶多孔薄膜之間引入TiO2致密層可改善其界面接觸；采用ZnS層鈍化CdS量子點(diǎn)可以提高電池的短路電流密度，電池的光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)1.84％；電池經(jīng)高壓汞燈持續(xù)照射168 h，性能穩(wěn)定，光電轉(zhuǎn)換效率僅下降5％。
　　 2、以鍍有SnO2晶

3、種層的玻璃基片為原始襯底，通過(guò)控制晶種層的表面粗糙度和外露晶面，并引入離子屏蔽劑，利用水熱法成功制備了可剝離的無(wú)支撐金紅石型TiO2納米棒陣列薄膜。移植到導(dǎo)電玻璃上將其作為CdS量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池的工作電極，經(jīng)ZnS鈍化后電池光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到1.27％。
　　 3、利用溶劑熱法以Ti片為T(mén)i源生長(zhǎng)納米棒陣列，利用CH3OH/Br2混合溶液腐蝕剩余Ti片，成功制備出無(wú)支撐銳鈦礦型TiO2納米陣列薄膜。移植到導(dǎo)電玻璃上作為CdS量

4、子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池的工作電極，經(jīng)ZnS鈍化后電池光電轉(zhuǎn)換效率為1.55％。
　　 4、利用快速熱注入法在油胺體系中，通過(guò)控制反應(yīng)速率，成功制備了分別具有黃銅礦、閃鋅礦和纖鋅礦三種不同晶型的單分散CuInS2量子點(diǎn)，結(jié)果表明，較快的反應(yīng)速率有利于得到黃銅礦結(jié)構(gòu)CuInS2量子點(diǎn)，反之則得到閃鋅礦或纖鋅礦結(jié)構(gòu)的CuInS2量子點(diǎn)。該類(lèi)量子點(diǎn)幾乎可吸收全部可見(jiàn)光區(qū)的太陽(yáng)光。
　　 5、采用二次陽(yáng)極氧化法成功制備出兩端開(kāi)孔無(wú)支撐