新型無機半導體納米材料的制備及在太陽能電池中的應用研究.pdf

1、本論文著眼于新型納米材料的制備及在異質結太陽能電池的探索,合成幾種半導體納米材料,利用制備的納米材料進行了光伏器件結構的設計組裝,并對試制的太陽能器件進行了性能測試.具體工作包括以下幾方面:
　　 1.制備了系列半導體納米晶體.本文利用簡單易行的方法在液相中分別合成分散性良好,大小均勻的CdSe,ZnO,FeS2納米晶體,并利用UV、PL、XRD、TEM等手段進行表征。其中用熱注入法合成了直徑3.7-4.3 nm的CdSe納米晶

2、,禁帶寬度約2.15 eV;用溶液法合成了直徑5 nm左右的.ZnO納米晶,禁帶寬度約3.72 eV。尤其值得一提的是,本文借鑒Ⅱ-Ⅵ族量子點合成路徑,首次用熱注入法合成了直徑7.5-9.5 nm的FeS2納米晶,禁帶寬度約1.1-1.2 eV.此外,本文還簡單研究了反應時間對上述反應產(chǎn)物的影響。
　　 2.根據(jù)上述三種納米材料的導帶價帶能級匹配關系,制備了異質結太陽能電池。其一為ITO/PEDOT:PSS/CdSe/ZnO/A

3、l(電池A),其二為ITO/PEDOT:PSS/P3HT/FeS2/Al(電池B)。各層薄膜厚度均為幾十納米,器件總厚度約幾百納米。
　　 3.用以實現(xiàn)上述設計的實驗方案包括:以ITO玻璃為襯底,采用旋涂工藝制備薄膜,在真空條件下蒸鍍電極,最終在手套箱內封裝成完整光伏器件。器件制備過程中采用適當處理步驟以獲得更高器件效率:為減少納米粒子間的距離,提高載流子傳導率,對制備的CdSe納米晶和FeS2納米晶進行配體交換,用導電性良好的