金屬硫化物敏化TiO2納米管電極的制備及其在太陽能電池中的應用.pdf

1、索取號：O646密級：公開碩士學位論文金屬硫化物敏化金屬硫化物敏化TiO2納米管電極的制備及其納米管電極的制備及其在太陽能電池中的應用在太陽能電池中的應用研究生：生：姚利珍姚利珍指導教師：指導教師：孔德生孔德生教授教授培養(yǎng)單位：培養(yǎng)單位：化學與化工學院化學與化工學院學科、專業(yè)：學科、專業(yè)：物理化學物理化學完成時間：完成時間：2016年4月10日答辯時間：答辯時間：2016年6月12日摘要I摘要隨著全球經濟的發(fā)展和人口的快速增長，能源危機

2、和環(huán)境污染已成為當今社會所面臨的兩大問題。目前，最有效的解決方法是新能源的開發(fā)和利用。量子點敏化太陽能電池由于無毒、轉化效率高、價格低、制備簡單等優(yōu)點受到了很多研究人員的青睞。我們首先通過電化學陽極氧化法在鈦片上制備了銳鈦礦型二氧化鈦納米管，然后使用金屬硫化物量子點敏化二氧化鈦納米管，最終得到了復合電極，并對復合電極的光電性能進行了研究。（1）本文以TiO2納米管為基底，通過連續(xù)離子層吸附反應（SILAR）分別制備了TiO2CdS和Ti

3、O2Bi2S3復合電極。利用電化學工作站測試了CdS和Bi2S3不同循環(huán)層數(shù)的復合電極的電化學性能，最終結果表明：隨著CdS和Bi2S3量子點敏化循環(huán)層數(shù)的增加，TiO2CdS和TiO2Bi2S3兩種復合電極的光電流先增加后減弱，當量子點在TiO2納米管敏化循環(huán)20層時，兩種復合電極的光電流密度和光電轉化效率均達到了最大值，此時TiO2CdS復合電極的轉化效率是TiO2電極的11.87倍，TiO2Bi2S3復合電極的轉化效率是TiO2電

4、極的19.87倍。（2）本文采用連續(xù)離子層吸附反應將CdS和Bi2S3兩種量子點材料同時對TiO2納米管進行敏化，制備了TiO2CdSBi2S3和TiO2Bi2S3CdS雙敏化電極，并對它們進行了光電化學性能測試。結果表明：TiO2CdSBi2S3電極的光化學性能不僅強于TiO2CdS單敏化電極的光化學性能，而且強于TiO2Bi2S3CdS雙敏化電極的光電化學性能，且TiO2CdSBi2S3電極的光電轉化效率分別約是TiO2CdS電極和

5、TiO2Bi2S3CdS電極的1.79倍和2.1倍。（3）首先通過高溫水熱法合成了Cu2ZnSnS4（CZTS）材料，然后以TiO2納米管為基底，利用旋涂法制備了TiO2CZTS復合電極。在不同的電解質溫度下，對制備的TiO2CZTS電極進行電化學性能的測試。結果表明：在545?C范圍內，隨著電解質溫度的升高，TiO2CZTS電極的光電流密度先升高后降低，當電解質溫度為5?C時，TiO2CZTS復合電極的光電流密度、光電轉化效率及準一級