Sb 2 S 3 /TiO 2 光阳极的改性及其光电性能的研究

发布时间：2021-06-21 23:49

　　量子点敏化太阳能电池（QDSCs）,作为第三代新型太阳能电池的典型代表,因其具有制备工艺简单、成本低廉、消光系数高、带隙可调等优点成为研究者青睐的对象。量子点在QDSCs中起着至关重要的作用,会直接影响电池对太阳光的利用率,对QDSCs的光电转化效率起着决定性的作用。Sb2S3具有较高的光吸收系数（α≈105 cm-1）,适中且易于调控的带隙宽度（1.5～2.2eV）,光谱吸收范围可以达到700 nm左右,能吸收大部分可见光区域的太阳光,因此被视为最有希望得到应用的太阳能电池材料之一。但是,由于Sb2S3基QDSCs内电子-空穴复合严重,导致其光电转化效率较低。因此,本论文通过界面改性处理以及共敏化两方面出发,通过降低Sb2S3界面的态密度,进而提高QDSCs的光电转化效率。主要内容及研究结果如下:（1）采用丝网印刷法制备TiO2多孔薄膜,然后利用化学水浴沉积法在TiO2多孔薄膜上原位合成Sb2S3量子点,组装成QDSCs进行表征。通过引入聚合物碘电解质,研究聚合物碘电解质、Sb2S3量子点的沉积时间和退火温度对QDSCs性能的影响。结果表明,聚合物电解质的引入,虽然使其开路电压变小,... 

【文章来源】：湘潭大学湖南省

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．２量子点太阳能电池的工作原理及电子空穴复合过程??

吸收一个光子只能产生一个电子－空穴对。但是在ＱＤＳＣｓ屮，如果入射光??子能量是２你或３极，那么可能会有一个、两个或多个电子－空穴对的产生，具??体示意图如图１．４所示。??（ａ）???１?（ｂ）?；?１??Ｉ?１?Ｉ??ｉ?Ｅｇ＼—￣０—￣?ｉ?；?Ｅｇ?ｒ?＜＝＞?－?＼??：Ｅｇ?—－?；?！?Ｅｇ?—？?；??！?００￣￣￣?；?！?〇——〇」?丨丨??＇?Ｅｇ＼—〇—?！?■?￡ｇ?厂０?０?—?！??：２Ｅｇ?—－?；?：?２Ｅｇ?—＂?；??〇＇?〇??１?１?０￣〇－〇—?１??！?Ｅｇ?—￣０＾１?；?！?Ｅｇ?ｒ－〇〇〇－?！??：取一－?：：啦—?；??；?〇?—－°?—?；?；?〇—ｏｏｏ－１??图１．４?（ａ）传统太阳能电池；（ｂ）量子点敏化太阳能电池??量子点产生激子倍增效应的前提是一个光子的能量至少是半导体量子点禁??６??

Ｓｉｚｅ－ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ?Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ?Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ?（ｎｍ）??图１．３?（ａ）量子点尺寸效应示意图；（ｂ）不同尺寸下ＣｄＳｅ量子点的吸收光谱??（２）激子倍增效应??如果一个能量大于半导体禁带宽度的光子入射到半导体上，一般情况下，半??导体只能从入射光子吸收部分能量，那么多余的能量就会以热的形式散失。传统??太阳能电池的光电转换效率较低，主要原因是半导体吸收光子时产生过多的热能??损耗。??激子倍增效应是指量子点吸收单个光子激发可以产生两个或多个电子－空穴??对，有助于提高太阳电池光电转化效率。在传统的太阳能中，无论光子能量的是??高低，吸收一个光子只能产生一个电子－空穴对。但是在ＱＤＳＣｓ屮，如果入射光??子能量是２你或３极，那么可能会有一个、两个或多个电子－空穴对的产生，具??体示意图如图１．４所示。??（ａ）???１?（ｂ）?；?１??Ｉ?１?Ｉ??ｉ?Ｅｇ＼—￣０—￣?ｉ?；?Ｅｇ?ｒ?＜＝＞?－?＼??：Ｅｇ?—－?；?


本文编号：3241674