量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池多孔TiO2光陽(yáng)極制備與優(yōu)化研究.pdf

1、量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池作為第三代光伏電池，因其成本低、理論效率高而受到研究人員的廣泛關(guān)注。到目前為止，量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池的實(shí)際光電轉(zhuǎn)換效率仍與理論值還有差距，還有很大的提升空間，因此如何進(jìn)一步提高其光電轉(zhuǎn)換效率成為當(dāng)前量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池研究的重要課題。
　　本論文將TiO2作為光電陽(yáng)極材料，用化學(xué)浴沉積法制備CuS/FTO對(duì)電極，中間電解質(zhì)為多硫電解液來(lái)制作太陽(yáng)能電池。分別對(duì)CdS量子點(diǎn)、PbS量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池以及碳量子點(diǎn)敏

2、化太陽(yáng)能電池進(jìn)行了研究，優(yōu)化了電池的光電轉(zhuǎn)換效率并首次將微波法制備的碳量子點(diǎn)用于量子點(diǎn)敏化TiO2光陽(yáng)極。本論文主要工作如下：
　　1、利用旋涂法制備TiO2多孔薄膜，通過(guò)控制旋涂次數(shù)來(lái)控制TiO2薄膜的厚度，通過(guò)連續(xù)離子沉積吸附與反應(yīng)法將CdS量子點(diǎn)敏化到TiO2多孔薄膜表面，得到CdS/TiO2光陽(yáng)極，為確定CdS量子點(diǎn)吸附到TiO2薄膜表面最佳沉積次數(shù)，通過(guò)對(duì)不同沉積次數(shù)的CdS/TiO2光陽(yáng)極的測(cè)試，發(fā)現(xiàn)當(dāng)CdS敏化循環(huán)次

3、數(shù)為9次時(shí)，電池的最高光電轉(zhuǎn)換效率為1.72％。在此基礎(chǔ)之上，又對(duì)不同厚度的TiO2薄膜敏化循環(huán)9次CdS量子點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:旋涂3次，TiO2薄膜的厚度為15μm時(shí)，電池此時(shí)取得最高光電轉(zhuǎn)換效率為2.32%。
　　2、利用連續(xù)離子層吸附與反應(yīng)法，將PbS量子點(diǎn)敏化到TiO2多孔薄膜表面，通過(guò)控制PbS量子點(diǎn)敏化循環(huán)次數(shù)，確定2次時(shí)，電池的效率最高為1.6%。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)控制CdS敏化循環(huán)次數(shù)，制備了PbS和CdS二元共敏化

4、TiO2光陽(yáng)極，組裝成的電池在CdS量子點(diǎn)敏化循環(huán)5次時(shí)的光電性能最佳，相比于相同循環(huán)次數(shù)的CdS/TiO2與PbS/TiO2光陽(yáng)極，能量轉(zhuǎn)化效率有顯著提升。
　　3、利用微波法合成出具有良好的水溶性、穩(wěn)定性、大小均一的碳量子點(diǎn)，之后通過(guò)浸漬-自組裝法將碳量子點(diǎn)沉積到多孔TiO2薄膜表面，得到CQDs/TiO2光陽(yáng)極，CQDs/TiO2光陽(yáng)極組裝成電池的光電轉(zhuǎn)換效率是原始TiO2光陽(yáng)極組裝的電池的2.2倍。本實(shí)驗(yàn)提出了一種新的思路