大面積納米晶結(jié)構(gòu)太陽電池的研究.pdf

1、納米晶結(jié)構(gòu)的量子點(diǎn)敏化太陽能電池(Quantum Dots Sensitized Solar Cells，QDSCs)理論上具有較高的光電轉(zhuǎn)換效率，簡單的制作工藝、低廉的生產(chǎn)成本使它成為一種可替代染料敏化和硅類太陽能電池的新型理想太陽能電池。目前小面積QDSCs的光電轉(zhuǎn)化效率研究已經(jīng)有所突破，若要實(shí)現(xiàn)量子點(diǎn)敏化電池的產(chǎn)業(yè)化，必須進(jìn)行大面積QDSCs的研究:目前，此方面的研究匱乏，因此我們?cè)O(shè)計(jì)并研制出新型大面積QDSCs結(jié)構(gòu)用以進(jìn)一步研究

2、與探索。
　　首先，通過連續(xù)離子層吸附反應(yīng)法（Successive Ionic Layer Adsorption and Reaction，SILAR）方法制作出不同梯度面積的量子點(diǎn)敏化電池，簡而言之就是通過改變電池薄膜大小，并對(duì)此過程中可能會(huì)出現(xiàn)的問題加以分析，從而我們得出結(jié)論，當(dāng)薄膜面積增大，電池缺陷增加，傳輸?shù)酵怆娐返碾娮邮茏?當(dāng)膜的面積為2.89cm2時(shí)，電池的光電轉(zhuǎn)換效率下降至0.27％。
　　其次，通過把電池設(shè)計(jì)

3、成條狀而非簡單的薄膜放大，制作得到了多種大面積QDSCs，對(duì)單條電池進(jìn)行內(nèi)部并聯(lián)和串聯(lián)連接，其中包括兩條并聯(lián)QDSCs，三條并聯(lián)QDSCs，四條并聯(lián)QDSCs，Z型和W型串聯(lián)QDSCs。研究結(jié)果表明:兩條1×5cm2電池并聯(lián)后能夠?qū)崿F(xiàn)電流的近似成倍增加，四條1×5cm2電池并聯(lián)后電流幾乎成倍數(shù)增加，最大值可達(dá)到12.8mA。串聯(lián)結(jié)構(gòu)研究結(jié)果表明:W型結(jié)構(gòu)并不適合制作量子點(diǎn)電池，而Z型串聯(lián)結(jié)構(gòu)具有相對(duì)制作優(yōu)勢(shì);此外，雖然串聯(lián)結(jié)構(gòu)的電壓并沒

4、有出現(xiàn)成倍增加現(xiàn)象，但單塊電池的電壓總體呈增長趨勢(shì)，達(dá)到571mV;電壓提升幅度受串聯(lián)電阻、上下基板接觸電阻、實(shí)驗(yàn)制作工藝影響，因此電壓在導(dǎo)電玻璃上被大量損耗。
　　最后我們探討了大面積量子點(diǎn)電池的全封裝技術(shù)和全固態(tài)鈣鈦礦電池，為保證電解質(zhì)不泄露，我們將量子點(diǎn)電池進(jìn)行全封裝;與此同時(shí)，電池在全封裝3個(gè)月后依然保持初始效率值，使得同一電池封裝前后效率提升0.04％，提高了電池穩(wěn)定性。在全固態(tài)鈣鈦礦電池中，我們利用鈣鈦礦電池?zé)o電解質(zhì)和