CdS-CdSe敏化ZnO分級(jí)球太陽(yáng)能電池的制備及光電性能研究.pdf

1、能源問(wèn)題隨著傳統(tǒng)化石能源的消耗，而備受關(guān)注。研究人員在尋找替代傳統(tǒng)化石能源的新能源時(shí)，發(fā)現(xiàn)如風(fēng)能、核能、氫能、潮汐能、太陽(yáng)能等綠色能源已經(jīng)成為人們解決能源危機(jī)的關(guān)鍵。在這些能源當(dāng)中太陽(yáng)能備受青睞，主要是作為安全的清潔能源，具有用之不盡取之不竭的特性。
　　量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池（QDSSCs）其因低成本、相對(duì)較高的理論效率、簡(jiǎn)單的制造工藝等優(yōu)點(diǎn)吸引了全世界范圍內(nèi)科學(xué)家們廣泛的研究興趣。在QDSSCs研究中主要包括陽(yáng)極膜、量子點(diǎn)敏化劑

2、、電解質(zhì)和對(duì)電極等部分，其中主要考慮到半導(dǎo)體/量子點(diǎn)/電解質(zhì)界面處電荷復(fù)合的幾率高和對(duì)電極表面具有較高的電子轉(zhuǎn)移電阻。因此本文進(jìn)行了一系列研究工作。
　　本文的具體研究工作如下：
　　1)光陽(yáng)極的制備及優(yōu)化，通過(guò)回流法制備具有不同大小顆粒的ZnO分級(jí)球（ZnO HS），制成ZnO HS光陽(yáng)極并應(yīng)用于CdS敏化QDSSCs中。實(shí)驗(yàn)將ZnO HS光陽(yáng)極于ZnAc2甲醇溶液中進(jìn)行優(yōu)化處理，處理后ZnO HS光陽(yáng)極經(jīng)CdS敏化獲得光

3、電效率達(dá)2.49％；
　　2)通過(guò)CBD法和Spin-SILAR法沉積CdSe量子點(diǎn)于ZnO HS/CdS光陽(yáng)極上。沉積CdSe之后光陽(yáng)極的吸光范圍明顯拓寬，而且促進(jìn)激發(fā)電子有效注入，提高了電池的性能。使用CBD法沉積CdSe量子點(diǎn)之后ZnO HS/CdS(16)/CdSe(2)光陽(yáng)極獲得效率達(dá)到4.13%。實(shí)驗(yàn)中還考慮到CBD方法制備CdSe量子點(diǎn)沉積過(guò)程中易富集于陽(yáng)極表面，所以我們改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案采用Spin-SILAR法沉積Cd

4、Se量子點(diǎn)制備成ZnO HS/CdS(16)/CdSe(12)光陽(yáng)極，短路電流和填充因子分別提高到15.5mA/cm2和0.551，其效率可達(dá)5.36%；
　　3)實(shí)驗(yàn)中分別采用回流法和旋涂法制備CuS對(duì)電極，并將不同方法制備CuS對(duì)電極，與多硫電解質(zhì)和ZnO HS/CdS(16)/CdSe(12)光陽(yáng)極組裝成QDSSCs進(jìn)行光電性能測(cè)試?；亓鞣ㄖ苽涞腃uS對(duì)電極在摻雜3% MWCNT之后效率達(dá)到4.23%，為進(jìn)一步降低對(duì)電極表面