量子點(diǎn)修飾的介孔鈣鈦礦太陽(yáng)能電池研究.pdf

1、光伏發(fā)電作為新能源領(lǐng)域的重要一員，正得到越來(lái)越廣泛的研究。其中，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池作為一種效率發(fā)展極為迅速的新概念電池，它的關(guān)鍵參數(shù)是光電轉(zhuǎn)換效率。本文采用的電池結(jié)構(gòu)為：FTO導(dǎo)電玻璃/致密TiO2/介孔TiO2+鈣鈦礦層/空穴層/Au，在介孔TiO2層上分別制作TiO2量子點(diǎn)和ZnO量子點(diǎn)薄膜，來(lái)對(duì)介孔層進(jìn)行表面修飾，以提高器件的效率。
　　本文采用溶劑熱法合成了TiO2量子點(diǎn)，溶膠凝膠法合成了ZnO量子點(diǎn)，兩種量子點(diǎn)的尺寸均約為

2、5nm。在電池器件的制作中，通過(guò)調(diào)節(jié)量子點(diǎn)溶液的濃度來(lái)改變介孔表面形貌，調(diào)節(jié)介孔層旋涂轉(zhuǎn)速來(lái)改變介孔結(jié)構(gòu)厚度，研究它們對(duì)器件光電轉(zhuǎn)換效率的影響。
　　本文得到的主要結(jié)論為：不加量子點(diǎn)的電池在介孔層厚度為661nm時(shí)效率最高，達(dá)到9.693％；ZnO量子點(diǎn)修飾的電池其光電轉(zhuǎn)換效率明顯提高，當(dāng)量子點(diǎn)濃度為1mg/mL時(shí)獲得了11.440%的效率。而TiO2量子點(diǎn)修飾的電池最高效率僅為7.714%，反而低于不加量子點(diǎn)的電池。微觀測(cè)試結(jié)果

3、表明，量子點(diǎn)對(duì)介孔表面的修飾作用明顯，但是在較低濃度下并沒(méi)有改變介孔層厚度。合適濃度量子點(diǎn)的加入，可以增大介孔結(jié)構(gòu)的比表面積，有利于電子空穴對(duì)的分離注入。同時(shí)通過(guò)測(cè)試量子點(diǎn)的能帶發(fā)現(xiàn)，ZnO量子點(diǎn)的導(dǎo)帶底和TiO2致密層非常接近，有利于電子的傳輸，因此ZnO量子點(diǎn)的加入可以提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率；而TiO2量子點(diǎn)的導(dǎo)帶底既低于光伏層，也明顯低于TiO2致密層，形成了勢(shì)阱，阻礙了電子的輸運(yùn)過(guò)程，因此盡管TiO2量子點(diǎn)修飾的介孔結(jié)構(gòu)比表面積