基于硒化镉量子点的有机无机杂化太阳电池

发布时间：2018-02-01 01:15

本文关键词： 有机无机杂化太阳电池硒化镉量子点界面修饰钙钛矿太阳电池　出处：《浙江大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：硒化镉(CdSe)纳米晶体是一种合成方法成熟、形貌和带隙调控方便且电子迁移率高的无机半导体,已经被广泛应用于光伏器件、生物标记和发光二极管等领域。在光伏领域,CdSe量子点不仅可以用于量子点敏化太阳电池中,也可以和共轭聚合物复合制备有机无机杂化太阳电池(简称杂化电池),均取得了不错的研究成果。本文以性能优异的CdSe量子点作为研究对象,旨在研究通过不同修饰方法修饰后的CdSe量子点对其与聚合物杂化电池性能的影响,同时探究CdSe量子点作为钙钛矿太阳电池中电子传输材料的可能性。在论文的第一章中,我们首先介绍了太阳电池的基本知识、杂化电池的结构、用于杂化电池的给体与受体材料以及杂化电池目前的研究进展。在本章的最后,简单介绍了钙钛矿太阳电池的制备方法、结构及其电子传输材料的研究进展。在论文的第二章中,我们用热注射法合成了尺寸均匀、分散性良好的CdSe量子点。用含有巯基的小分子正丁硫醇(nBT)和乙二硫醇(EDT)分别对CdSe量子点进行修饰,考察其对量子点表面化学状态以及基于P3HT(聚3-已基噻吩)／CdSe杂化电池性能的影响。前处理和后处理均可以有效取代CdSe量子点表面的长链烷基链配体。与前处理相比,用nBT和EDT分子对活性层薄膜进行后处理修饰可以制备得到性能更好的器件。后处理法修饰活性层薄膜后,不仅不会破坏活性层薄膜原有的互穿网络结构,还可以显著提高活性层薄膜的电子迁移率,这些都有利于自由电子和空穴的传输与收集,从而可以制备得到效率更高的器件。在第三章中,我们率先尝试将聚{4,8-双[(2-乙已基)氧代]苯并[1,2-b：4,5-b’]二噻吩-2,6-位-交替-3-氟-2-[(2-乙已基)羰基]噻吩[3,4-b]噻吩-4,6-位}(PTB7)作为电子给体,与CdSe量子点复合制备了一种i-n结构的杂化电池。通过调节给受体比例和活性层的形貌,制备得到了最高能量转化效率为2.61%的杂化电池。我们合成的CdSe量子点具有较高的电子迁移率和优异的成膜性能。在第四章中,我们率先将CdSe量子点作为电子传输材料,应用于钙钛矿太阳电池中。通过调节制备CdSe薄膜的退火温度和厚度,通过“一步法”可以在CdSe薄膜上长出表面覆盖率高且结晶性好的钙钛矿光吸收活性层,最终制备得到了最高能量转化效率为11.7%的钙钛矿电池。
[Abstract]:In chapter 1 , we introduce the basic knowledge of the solar cell , the structure of hybrid battery , the donor and acceptor materials for hybrid batteries and the current research progress of hybrid batteries .

【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM914.4;TB383.1

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