量子點(diǎn)敏化TiO2納米陣列光陽(yáng)極：制備及光電性能研究.pdf

1、作為新一代太陽(yáng)能電池，量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池因其工藝簡(jiǎn)單、理論效率高等優(yōu)點(diǎn)受到了廣泛關(guān)注。然而，由于材料及界面結(jié)構(gòu)等因素的限制，量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池的效率仍遠(yuǎn)低于其理論效率，尚未達(dá)到商業(yè)化應(yīng)用要求。因此，通過(guò)優(yōu)化電池結(jié)構(gòu)，引入新材料、完善界面結(jié)構(gòu)等方法進(jìn)一步提升電池效率成為目前的研究熱點(diǎn)。
　　本論文以量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池的核心部分光陽(yáng)極為研究對(duì)象，以優(yōu)化TiO2光陽(yáng)極結(jié)構(gòu)、提高電池效率為目標(biāo)，通過(guò)優(yōu)化介孔TiO2薄膜厚度、制備Ti

2、O2納米棒陣列結(jié)構(gòu)、引入二維g-C3N4制備g-C3N4/TiO2納米棒復(fù)合三維結(jié)構(gòu)光陽(yáng)極等方法，系統(tǒng)研究了光陽(yáng)極結(jié)構(gòu)對(duì)電池性能的影響，為量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池的進(jìn)一步發(fā)展提供了實(shí)驗(yàn)參考。
　　本文創(chuàng)新點(diǎn)以及主要研究成果如下：
　　1.采用旋涂法制備介孔TiO2薄膜，以CdS量子點(diǎn)為敏化劑，CuS為對(duì)電極組裝成電池器件，探索了介孔TiO2薄膜厚度對(duì)電池性能的影響。結(jié)果表明TiO2薄膜厚度大約為8μm時(shí)電池性能最好，且采用CuS

3、對(duì)電極的電池效率優(yōu)于常用貴金屬Pt對(duì)電極。
　　2.采用水熱法制備TiO2納米棒陣列結(jié)構(gòu)光陽(yáng)極，研究了制備條件對(duì)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，TiO2納米棒陣列結(jié)構(gòu)光陽(yáng)極可以明顯的提高電池的開(kāi)路電壓以及短路電流。光電流最大為7.31mA/cm2，光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到最大2.28％，并通過(guò)將TiO2介孔薄膜與納米棒陣列結(jié)構(gòu)復(fù)合，以CdS和CdSe為敏化劑，進(jìn)一步將電池的效率提升至4%。
　　3.創(chuàng)新性的引入二維g-C3N4，以旋涂