量子点/多酸协同修饰TiO 2 纳米管复合薄膜的制备和光电性能的研究
发布时间：2025-03-31 22:35
随着能源危机的不断加剧,绿色可再生能源的研究和开发已成为目前各国科学家研究的热点课题。在太阳能电池的研究发展中,我们发现解决其难以大范围推广最重要的是解决制造工艺复杂和污染、成本高等问题。因此,目前世界各国的主要研究方向和目标是寻找新型绿色太阳能电池材料,其中具有半导体性能的TiO2已经在光伏电池领域获得了较好成效。但是由于Ti O2的禁带宽度较宽,限制了其只能吸收和利用太阳光中很小一部分的远紫外光部分,导致其光电转化效率较低,必须通过修饰和和改性来提高其吸收范围和电子注入率。本文用连续离子层吸附反应法（SILAR）制备了Cd S/PbS/TiO2纳米管复合薄膜,利用量子点具有的多激子效应和尺寸效应等优点,可以增大电子密度并且可以将TiO2纳米管的太阳光吸收范围拓宽到可见光区。通过对阴、阳离子前驱液浓度、每次循环时间以及循环次数3个实验条件的优化,以得到较为理想的CdS/PbS/TiO2纳米管复合薄膜光电极,并将其组装成三明治结构的光伏电池,研究分析其光电性能。实验显示:CdS/...
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 引言
1.1 太阳能电池的发展
1.2 太阳能电池的分类
1.2.1 硅基太阳能电池
1.2.2 化合物薄膜太阳能电池
1.2.3 染料敏化太阳能电池(DSSCs)
1.3 量子点敏化太阳能电池(QDSCs)
1.3.1 量子点作为光敏化剂的特性
1.3.2 量子点敏化电池基本结构和工作原理
1.4 TiO2纳米材料的研究
1.4.1 TiO2的晶体结构
1.4.2 TiO2的能带结构
1.4.3 纳米TiO2的光电转换原理与性质
1.5 TiO2纳米管的制备
1.5.1 模板合成法
1.5.2 水热合成法
1.5.3 阳极氧化法
1.6 TiO2纳米管的改性
1.6.1 贵金属沉积
1.6.2 非金属沉积
1.6.3 半导体复合
1.7 多金属氧酸盐概述
1.7.1 多金属氧酸盐的基本结构
1.7.2 多金属氧酸盐的性质
1.8 选题依据及实验内容
参考文献
第二章 PbS/CdS/TiO2纳米管复合薄膜光电性能的研究
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1 实验仪器与试剂
2.2.2 TiO2纳米管的制备
2.2.3 量子点敏化TiO2纳米管复合薄膜的制备
2.2.4 量子点敏化TiO2纳米管复合薄膜光伏电池的组装
2.2.5 量子点敏化TiO2纳米管复合薄膜材料的表征及光电性能测试
2.3 结果与讨论
2.3.1 TiO2纳米管和量子点敏化TiO2纳米管复合薄膜的表面形貌(SEM)分析
2.3.2 TiO2纳米管和量子点敏化TiO2纳米管复合薄膜的XRD图谱分析
2.3.3 TiO2纳米管和量子点敏化TiO2纳米管复合薄膜的FI-IR图谱分析
2.3.4 量子点敏化TiO2纳米管复合薄膜光电转换性能的测试
2.2.4.1 阴、阳离子前驱液浓度对PbS/CdS/TiO2纳米管复合薄膜光电转换效率的影响
2.2.4.2 循环时间对PbS/CdS/TiO2纳米管复合薄膜光电转换效率的影响
2.2.4.3 循环次数对PbS/CdS/TiO2纳米管复合薄膜光电转换效率的影响
2.2.4.4 TiO2纳米管、量子点敏化TiO2纳米管复合薄膜光电转换效率的对比
2.4 本章小结
参考文献
第三章 CdS/H4SiW12O40/TiO2纳米管复合薄膜的制备与光电性能研究
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 实验仪器与试剂
3.2.2 SiW12/TiO2纳米管复合薄膜的制备
3.2.3 CdS和SiW12协同敏化TiO2纳米管复合薄膜的制备
3.2.4 CdS和SiW12协同敏化TiO2纳米管复合薄膜光电转换性能的测试
3.2.5 CdS和SiW12协同敏化TiO2纳米管复合薄膜的表征及光电性能测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 CdS和SiW12协同敏化TiO2纳米管复合薄膜的表面形貌(SEM)分析..
3.3.2 CdS和SiW12协同敏化TiO2纳米管复合薄膜的XRD图谱分析
3.3.3 TiO2纳米管和CdS和SiW12协同敏化TiO2纳米管复合薄膜的FI-IR图谱分析
3.3.4 沉积条件的选择
3.3.4.1 SiW12沉积电压的选择
3.3.4.2 SiW12浓度的选择
3.3.4.3 SiW12沉积时间的选择
3.3.5 SiW12/TiO2纳米管复合薄膜光电性能的研究
3.3.6 SiW12/CdS/TiO2纳米管复合薄膜光电性能的研究
3.3.7 CdS/SiW12/TiO2纳米管复合薄膜光电性能的研究
3.4 本章小结
参考文献
第四章 CdS/H3PW12O40/TiO2纳米管复合薄膜的制备与光电性能研究
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 实验仪器与试剂
4.2.2 PW12/TiO2纳米管复合薄膜的制备
4.2.3 CdS和PW12协同敏化TiO2纳米管复合薄膜
4.2.4 CdS和PW12协同敏化TiO2纳米管复合薄膜光电转换性能的测试
4.2.5 CdS和PW12协同敏化TiO2纳米管复合薄膜的表征及光电性能测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 CdS和PW12协同敏化TiO2纳米管复合薄膜的表面形貌(SEM)分析
4.3.2 CdS和PW12协同敏化TiO2纳米管复合薄膜的XRD图谱分析
4.3.3 TiO2纳米管和CdS和PW12协同敏化TiO2纳米管复合薄膜的FI-IR图谱分析
4.3.4 沉积条件的选择
4.3.4.1 PW12沉积电压的选择
4.3.4.2 PW12浓度的选择
4.3.4.3 PW12沉积时间的选择
4.3.5 PW12/TiO2纳米管复合薄膜光电性能的研究
4.3.6 PW12/CdS/TiO2纳米管复合薄膜光电性能的研究
4.3.7 CdS/PW12/TiO2纳米管复合薄膜光电性能的研究
4.4 本章小结
参考文献
第五章 结论
致谢
作者简介
附件
本文编号：4038520
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中文摘要
Abstract
第一章 引言
1.1 太阳能电池的发展
1.2 太阳能电池的分类
1.2.1 硅基太阳能电池
1.2.2 化合物薄膜太阳能电池
1.2.3 染料敏化太阳能电池(DSSCs)
1.3 量子点敏化太阳能电池(QDSCs)
1.3.1 量子点作为光敏化剂的特性
1.3.2 量子点敏化电池基本结构和工作原理
1.4 TiO2纳米材料的研究
1.4.1 TiO2的晶体结构
1.4.2 TiO2的能带结构
1.4.3 纳米TiO2的光电转换原理与性质
1.5 TiO2纳米管的制备
1.5.1 模板合成法
1.5.2 水热合成法
1.5.3 阳极氧化法
1.6 TiO2纳米管的改性
1.6.1 贵金属沉积
1.6.2 非金属沉积
1.6.3 半导体复合
1.7 多金属氧酸盐概述
1.7.1 多金属氧酸盐的基本结构
1.7.2 多金属氧酸盐的性质
1.8 选题依据及实验内容
参考文献
第二章 PbS/CdS/TiO2纳米管复合薄膜光电性能的研究
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1 实验仪器与试剂
2.2.2 TiO2纳米管的制备
2.2.3 量子点敏化TiO2纳米管复合薄膜的制备
2.2.4 量子点敏化TiO2纳米管复合薄膜光伏电池的组装
2.2.5 量子点敏化TiO2纳米管复合薄膜材料的表征及光电性能测试
2.3 结果与讨论
2.3.1 TiO2纳米管和量子点敏化TiO2纳米管复合薄膜的表面形貌(SEM)分析
2.3.2 TiO2纳米管和量子点敏化TiO2纳米管复合薄膜的XRD图谱分析
2.3.3 TiO2纳米管和量子点敏化TiO2纳米管复合薄膜的FI-IR图谱分析
2.3.4 量子点敏化TiO2纳米管复合薄膜光电转换性能的测试
2.2.4.1 阴、阳离子前驱液浓度对PbS/CdS/TiO2纳米管复合薄膜光电转换效率的影响
2.2.4.2 循环时间对PbS/CdS/TiO2纳米管复合薄膜光电转换效率的影响
2.2.4.3 循环次数对PbS/CdS/TiO2纳米管复合薄膜光电转换效率的影响
2.2.4.4 TiO2纳米管、量子点敏化TiO2纳米管复合薄膜光电转换效率的对比
2.4 本章小结
参考文献
第三章 CdS/H4SiW12O40/TiO2纳米管复合薄膜的制备与光电性能研究
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 实验仪器与试剂
3.2.2 SiW12/TiO2纳米管复合薄膜的制备
3.2.3 CdS和SiW12协同敏化TiO2纳米管复合薄膜的制备
3.2.4 CdS和SiW12协同敏化TiO2纳米管复合薄膜光电转换性能的测试
3.2.5 CdS和SiW12协同敏化TiO2纳米管复合薄膜的表征及光电性能测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 CdS和SiW12协同敏化TiO2纳米管复合薄膜的表面形貌(SEM)分析..
3.3.2 CdS和SiW12协同敏化TiO2纳米管复合薄膜的XRD图谱分析
3.3.3 TiO2纳米管和CdS和SiW12协同敏化TiO2纳米管复合薄膜的FI-IR图谱分析
3.3.4 沉积条件的选择
3.3.4.1 SiW12沉积电压的选择
3.3.4.2 SiW12浓度的选择
3.3.4.3 SiW12沉积时间的选择
3.3.5 SiW12/TiO2纳米管复合薄膜光电性能的研究
3.3.6 SiW12/CdS/TiO2纳米管复合薄膜光电性能的研究
3.3.7 CdS/SiW12/TiO2纳米管复合薄膜光电性能的研究
3.4 本章小结
参考文献
第四章 CdS/H3PW12O40/TiO2纳米管复合薄膜的制备与光电性能研究
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 实验仪器与试剂
4.2.2 PW12/TiO2纳米管复合薄膜的制备
4.2.3 CdS和PW12协同敏化TiO2纳米管复合薄膜
4.2.4 CdS和PW12协同敏化TiO2纳米管复合薄膜光电转换性能的测试
4.2.5 CdS和PW12协同敏化TiO2纳米管复合薄膜的表征及光电性能测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 CdS和PW12协同敏化TiO2纳米管复合薄膜的表面形貌(SEM)分析
4.3.2 CdS和PW12协同敏化TiO2纳米管复合薄膜的XRD图谱分析
4.3.3 TiO2纳米管和CdS和PW12协同敏化TiO2纳米管复合薄膜的FI-IR图谱分析
4.3.4 沉积条件的选择
4.3.4.1 PW12沉积电压的选择
4.3.4.2 PW12浓度的选择
4.3.4.3 PW12沉积时间的选择
4.3.5 PW12/TiO2纳米管复合薄膜光电性能的研究
4.3.6 PW12/CdS/TiO2纳米管复合薄膜光电性能的研究
4.3.7 CdS/PW12/TiO2纳米管复合薄膜光电性能的研究
4.4 本章小结
参考文献
第五章 结论
致谢
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