金屬硫屬化合物納米材料的合成及其光伏性能研究.pdf

1、太陽能電池作為一種永續(xù)的新型能源，具有無污染、儲量大、能夠直接利用等優(yōu)點。在能源利用方面具有特殊的優(yōu)勢，尤其是將其應用于建筑物的屋頂，建造大規(guī)模的屋頂發(fā)電站，可以減少目前電力系統遠距離輸送所產生的能源損耗。然而，太陽能電池經過幾十年的發(fā)展，由于生產成本高、轉化效率不高等因素仍然沒有大規(guī)模的應用。因此，尋找低成本、高轉化效率的太陽能電池材料具有高度的實際意義，是世界各國科學家的研究重點。染料敏化太陽能電池以其較高的轉化效率、簡易的組裝技術

2、、低能耗和零污染等優(yōu)點引起了廣泛的關注。
　　金屬硫屬化合物納米材料以其獨特的成鍵特點和特殊結構，在電學、光學、磁學等學科表現出優(yōu)異的性能，成為近年來納米材料科學領域的熱點。其中，SnS，SnS2等錫硫化合物是重要的中間帶半導體材料，也是重要的納米催化劑材料。相關研究表明納米結構的錫硫化合物材料有望在鋰離子電池、光電子元器件、催化劑、光伏發(fā)電等領域有著廣泛的應用。同時，金屬硫化物與石墨烯(RGO)的復合被認為是提高材料催化及電學性

3、能的重要手段。對于SnSx納米材料及其與RGO的復合材料的研究目前已取得了很大的進展，但在一些方面（比如石墨烯的團聚問題、催化劑的催化效果、復合材料微觀形貌的控制等）仍然存在著很多挑戰(zhàn)?；诖?，本文以SnSx納米材料及其與RGO的復合材料為研究對象，并探究了其作為染料敏化太陽能對電極材料的性能。
　　本論文分為五章。第一章首先分析了SnSx的結構特點，電學、光學性質，及其在新能源領域的應用。然后介紹了光伏材料方面的最新研究進展，尤

4、其是染料敏化太陽能對電極材料的最新進展。
　　第二章主要介紹了通過溶劑熱法合成了具有(001)晶面取向生長的SnS2納米材料。通過調節(jié)混合溶劑的比例，SnS2的(001)晶面表現出一定的擇優(yōu)取向，Ⅰ-Ⅴ特性及電化學性能測試表明沿(001)晶面取向生長的SnS2，相應的電池表現出較高的光電轉換效率和較好的電化學性能。
　　第三章主要研究了SnS2和RGO復合材料的溶劑熱合成并探究其Ⅰ-Ⅴ特性及電化學性能。結果表明，在SnS2與

5、RGO協同作用下，復合材料的性能相對于單獨的SnS2或RGO都有顯著的提高。
　　第四章主要探究了溶劑熱法合成的SnS2與RGO原料進行簡易物理混合后用作染料敏化太陽能對電極材料時性能。初步探索了SnS2與RGO的物理協同機制。研究發(fā)現，在混合6％質量分數的RGO時，SnS2/RGO電極表現出較高的光電轉換效率和較好的電化學性能。
　　第五章主要探索了對電極制備的后續(xù)退火過程對材料相變的影響。利用后續(xù)退火將結晶度差的SnS2