量子点敏化纳米银线光伏材料的制备研究

发布时间：2018-06-23 04:47

本文选题：量子点 + 4-氨基苯硫酚　；参考：《北京化工大学》2016年硕士论文

【摘要】：量子点敏化太阳能电池理论效率高,虽研究多年,但其实际效率仍落远后于染料敏化太阳能电池。要想提高量子点敏化太阳能电池的效率,必须寻找更高吸光度、更高电子转移率的量子点敏化光阳极材料。本论文将高导电率的纳米银线(AgNWs)作为基体材料,高吸光度的硒化镉/硫化镉核壳量子点(CdSe/CdS core/shell QDs)作为敏化剂,通过π共轭型分子4-氨基苯硫酚(PATP)将二者连接,在量子点和纳米银线之间建立了高效的电子传输通道,制备了量子点敏化纳米银线光伏材料(QDs-PATP@ AgNWs)。制备了硒化镉/硫化镉核壳结构量子点,并通过控制包覆过程反应时间,制备了一系列不同的量子点,进行荧光光谱和高分辨透射电镜的表征,结果表明随着包覆过程反应时间的延长,量子点的粒径在增大,并且对应量子点的发射光波长发生红移。原始量子点表面的配体为油酸,油酸为长脂肪链,无法与纳米银线相连接,因此通过配体交换反应,利用4-氨基苯硫酚一端的巯基与量子点的强配位作用,将量子点表面配体的油酸配体置换。通过红外光谱的表征,证明量子点表面的配体成功置换为4-氨基苯硫酚。此外,通过高分辨透射电镜、紫外可见吸收光谱和荧光光谱对配体交换前后量子点的分散性和光学性能进行了表征,还研究了配体交换时间对量子点表面氨基含量和荧光性能的影响。采用乙二醇还原法制备了纳米银线,并研究了纳米银线的最佳制备条件。扫描电镜和紫外可见吸收谱图等一系列测试结果表明所制备的纳米银线纯度高且直径均一。以4-氨基苯硫酚为配体的量子点表面裸露大量的氨基,通过氨基与纳米银线表面的配位作用,量子点成功自组装吸附到纳米银线表面,形成了量子点/纳米银线复合材料。通过高分辨透射电镜和能谱的表征,证明量子点已经成功吸附于纳米银线表面。然后又进行紫外可见吸收光谱和荧光光谱的测试,结果表面量子点/纳米银线复合材料具有吸收光的能力,但没有表现出荧光性能,这是因为量子点吸收能量后并没有以光子的形式释放出来,而是以电子的形式转移给了纳米银线。将量子点/纳米银线复合材料制成光阳极薄膜,测试了太阳能电池效率,并研究了不同量子点含量的复合材料对电池效率的影响。结果表明,当光阳极薄膜厚度为10±0.5μm且量子点含量为10%时,在AM1.5太阳光模拟器下所测效率可达到3.34%。
[Abstract]:In order to improve the efficiency of quantum dot - sensitized solar cells , a quantum dot - sensitized solar cell with higher absorbance and higher electron transfer rate has to be found . A series of quantum dots were prepared by means of high resolution transmission electron microscope , UV - visible absorption spectrum and fluorescence spectrum .
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB383.1;TM914.4

【参考文献】