基于TiO2納米棒陣列的高效量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池性能研究.pdf

1、量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池(QDSCs)作為一種發(fā)展?jié)摿薮蟮牡谌滦吞?yáng)能電池，因其極高的理論光電轉(zhuǎn)換效率，深受學(xué)者關(guān)注。一維TiO2納米棒陣列具有優(yōu)異的徑向電荷傳輸特性，以其作為電子傳輸體，可為電荷傳輸提供直接通道，減少界面電荷復(fù)合，有望大幅改善器件光伏性能。
　　第二章采用水熱法合成了一維TiO2納米棒陣列結(jié)構(gòu)，并對(duì)材料的形貌、結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)等進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，TiO2納米棒為單晶金紅石相結(jié)構(gòu)，且可通過(guò)控制水熱反應(yīng)時(shí)間，調(diào)節(jié)

2、納米棒長(zhǎng)度。
　　第三章研究了CdS/CdSe量子點(diǎn)共敏化TiO2納米棒陣列太陽(yáng)能電池性能。分別采用連續(xù)離子層吸附與反應(yīng)(SILAR)與化學(xué)浴沉積(CBD)法在納米棒陣列上原位沉積CdS和CdSe量子點(diǎn)。結(jié)果證實(shí)，量子點(diǎn)均勻負(fù)載在陣列表面，且覆蓋率很高。吸收光譜與電化學(xué)阻抗譜表明，隨著納米棒長(zhǎng)度增加，量子點(diǎn)的負(fù)載量雖然增大，但卻加速了界面電荷復(fù)合。最終，通過(guò)優(yōu)化納米棒長(zhǎng)度，基于1.7μm納米棒陣列光陽(yáng)極的QDSCs獲得了3.57％

3、的光電轉(zhuǎn)換效率。同時(shí)，優(yōu)異的一維電荷傳輸通道與良好的量子點(diǎn)負(fù)載，確保了高效的電荷輸運(yùn)與電荷收集，使器件開(kāi)路電壓高達(dá)0.77 V;這是目前TiO2基QDSCs開(kāi)路電壓的最高值。
　　第四章基于TiO2納米棒陣列構(gòu)筑了高效寬光譜響應(yīng)PbS QDSCs。研究表明，PbS量子點(diǎn)可將QDSCs光譜吸收范圍擴(kuò)展至近紅外區(qū)域，明顯改善器件光電流水平。同時(shí)，與基于TiO2納米顆粒的常規(guī)QDSCs相比，該器件填充因子顯著提升;其原因在于TiO2納米