Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族半导体量子点的制备及其敏化太阳能电池性能的研究

发布时间：2019-11-02 07:11

【摘要】：I-III-VI族半导体纳米晶,是一类由I族(Cu,Ag),III族(Ga,In),VI族(S,Se)等元素组成的材料。大都是直接窄带隙半导体,其中,Cu InS2,Cu InSe2带隙分别为1.5ev和1.04ev,与太阳光谱匹配,是性能优异的太阳电池光吸收层材料。当材料的尺寸与其激子半径相当时会表现出量子限域效应,在量子点敏化太阳能电池(QDSC)领域极具潜力。目前,合成量子点敏化剂的方法主要归纳为预合成法和原位合成法两种。本文主要制备了Cu2S/FTO对电极和I-III-VI量子点敏化剂,并研究了其在QDSC中的应用。概括如下:1.采用前驱体分解法合成Cu2S,将其分散于有机溶剂中形成墨水,然后滴涂于FTO导电玻璃上形成纳米晶薄膜,用热处理的方法去除表面配体,制成Cu2S/FTO对电极;以CdS敏化的TiO2多孔薄膜作光阳极,Cu2S/FTO为对电极,多硫电解液作氧化还原电对,组装电池测试其性能(J-V和IPCE),结果表明,其效率远高于用铂作对电极的电池,最高效率接近3%。2.采用液相法制备了CuInS2/CdS核壳量子点以及CuInSexS2-x合金量子点,用TEM、UV、PL、XRD、ICP-OES等手段对材料进行各项表征,通过电泳沉积(EPD)或者双官能团分子连接法(Linker-assited)将量子点沉积到TiO2多孔薄膜上,组装电池测试其性能。研究表明,在CuInS2量子点表面包覆一层CdS壳层可以提高其荧光性能和电池的性能,制得的Cu InS2-QDs敏化太阳电池的光电转换效率最高可达1.17%。CuInSexS2-x合金量子的QDSC光响应范围增大,电池性能和外量子效率提高。
【学位授予单位】：温州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM914.4;O646.54

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本文编号：2554358