CdS/CdSe量子点敏化太阳能电池中光阳极的表面或界面修饰及其性能研究

发布时间：2020-12-15 02:57

　　为了满足人们对可持续性清洁能源的迫切需求,开发低成本、高性能的太阳能电池将太阳能转化成电能是目前最有前途的技术之一。量子点敏化太阳能电池（QDSCs）由于其理论光电转换效率高、稳定性高、制备工艺简单等优点在低成本、大面积、空气中稳定的光伏器件应用中颇具前景。然而,光吸收效率低以及严重的界面电荷复合影响了QDSCs的光电转换效率。如何在增加量子点的光子捕获,有效促进光生电子的界面转移和抑制其复合过程是当前QDSCs迫切需要解决的问题。本论文采用宽带隙的ZnSe对光阳极的表面和TiO2/QDs/电解液的界面进行了修饰,表面钝化及器件结构构筑的优化,使得电池的转换效率和器件稳定性不断提升。系统研究了这些修饰方法及其表面化学组成对光吸收,电荷分离、传输、收集以及光电转换效率的影响,为构建高效率的QDSCs提供了理论和技术支持。具体研究内容和结果在第3-6章中进行了详细论述。主要研究成果如下:1.在QDSCs中设计并合成有效的钝化层材料来减少电荷复合是提高电池性能的重要途径。基于光谱吸收范围宽,优越的电子传输性能,高稳定性和易合成等优点,Cd S/CdSe QDSCs得到了大量研究。首先我们采用... 

【文章来源】：东华大学上海市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：117 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

（a）单晶硅太阳能电池和（b）多晶硅太阳能电池[2]

图 1-2 薄膜太阳能电池Figure 1-2 Thin film solar cell池主要包括有机聚合物太阳能电池、染料敏化太池和钙钛矿太阳能电池四种，如图 1-3 (a)-(d)所和第二代太阳能电池相比具有制备工艺简单、电转化效率高等优点。在聚合物太阳能电池中，（PTH）衍生物和聚苯乙炔（PPV）衍生物等，系，带隙通常为 2.0-2.2 eV。可通过掺杂或者化控带隙。[12-14]尽管聚合物太阳能电池近年来取路电压，但是由于光吸收能力较低、电荷复合严较低，而限制了它的发展。1991 年，瑞典科学发表了关于染料敏化纳米晶太阳能电池（DSC）转化效率，并且制备成本低，这一发现为太阳能池以宽带隙的半导体氧化物作为光阳极薄膜，以单，在随后的 26 年里，DSC 得到了广泛研究，

（a）聚合物太阳能电池,（b）染料敏化太阳能电池,（c）量子点敏化和（d）钙钛矿太阳能电池[38-40]e 1-3 (a) Polymer solar cell, (b) Dye-sensitized solar cell, (c) Quantum dsolar cell and (d) perovskite solar cell图 1-4 各类太阳电池的效率进展记录图(来源 NREL)re 1-4 The diagram of efficiencies of different solar cells (source from N

【参考文献】：
期刊论文
[1]钙钛矿太阳能电池的研究进展[J]. 杨英,高菁,崔嘉瑞,郭学益.  无机材料学报. 2015(11)
[2]钙钛矿太阳电池综述[J]. 姚鑫,丁艳丽,张晓丹,赵颖.  物理学报. 2015(03)
[3]量子点敏化太阳电池[J]. 刘锋,朱俊,魏俊峰,李毅,胡林华,戴松元.  化学进展. 2013(Z1)



本文编号：2917521