CuInS2的制備及在DSSCs中的應(yīng)用.pdf

1、本文采用簡(jiǎn)單的溶液法,用乙酰丙酮鹽作為前驅(qū)體,十二烷基硫醇(DDT)和油胺(OLA)的混合物溶劑作為硫源或溶劑,制備了纖維鋅礦結(jié)構(gòu)的CuInS2納米晶。通過(guò)調(diào)節(jié)CuInS2納米晶的反應(yīng)條件,探討了反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、反應(yīng)濃度以及DDT和OLA的相對(duì)含量對(duì)CuInS2納米晶生長(zhǎng)的具體影響。通過(guò)相交換方法,在保留了有機(jī)相合成的CuInS2納米晶良好分散性的基礎(chǔ)上,成功去除了CuInS2納米晶表面影響電子傳輸?shù)挠袡C(jī)大分子。最后,將表面配體處理

2、前后的CuInS2納米晶薄膜作為染料敏化太陽(yáng)能電池(DSSCs)的對(duì)電極,進(jìn)行光電性能測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明,與表面配體去除前的CuInS2納米晶薄膜相比,表面配體處理后的CuInS2納米晶薄膜所得到的光電轉(zhuǎn)換效率大大提高,且可以與Pt電極所對(duì)應(yīng)電池效率相媲美。實(shí)驗(yàn)所采用的相交換法可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的高溫?zé)峤夥▉?lái)去除納米晶表面有機(jī)配體。
　　本論文主要工作包括以下幾個(gè)部分:
　　(1)我們采用簡(jiǎn)單的“一鍋法”,成功制備了高質(zhì)量的纖維鋅

3、礦結(jié)構(gòu)的CuInS2納米晶。通過(guò)表征發(fā)現(xiàn)這種納米晶純度較高、有特殊形貌、尺寸均一、分散良好。通過(guò)對(duì)比反應(yīng)溶液中是否加入油胺(OLA)兩種條件下制得的CuInS2納米晶的表征結(jié)果,研究了油胺對(duì)CuInS2納米晶生長(zhǎng)過(guò)程的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,油胺通過(guò)影響CuInS2納米晶的晶體結(jié)構(gòu)、形貌、組份、分散性及其尺寸的均一性來(lái)最終影CuInS2納米晶的光學(xué)性質(zhì)。
　　(2)通過(guò)改變制備纖鋅礦結(jié)構(gòu)的反應(yīng)條件控制并研究了CuInS2納米晶的生長(zhǎng)。

4、其中,通過(guò)控制反應(yīng)時(shí)間控制了CuInS2納米晶的尺寸,且研究了CuInS2納米晶的具體生長(zhǎng)過(guò)程;通過(guò)改變反應(yīng)溫度找到了制備CuInS2納米晶的最佳溫度,且合成了不同尺寸的CuInS2納米晶;通過(guò)改變反應(yīng)濃度,一次性大量合成了純度較高的CuInS2納米晶;通過(guò)調(diào)節(jié)DDT和OLA的相對(duì)含量,簡(jiǎn)單的控制了CuInS2納米晶在橫向和縱向的取向生長(zhǎng)。
　　(3)我們采用相交換方法,用硫化銨/甲酰胺[(NH4)2S/FA]溶液處理了合成的Cu

5、InS2納米晶,使CuInS2納米晶從最初的有機(jī)相可溶轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)機(jī)相可溶。表征結(jié)果證明,我們用無(wú)機(jī)配體S2-成功的代替了CuInS2納米晶表面的有機(jī)配體,且相交換處理后的CuInS2納米晶在可見光部分的紫外吸收明顯增強(qiáng)。
　　將相交換前后的CuInS2納米晶作為染料敏化太陽(yáng)能電池(DSSCs)的對(duì)電極,進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換效率的測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明,相交換后的CuInS2納米晶作為DSSCs的對(duì)電極,電池所得到的光電轉(zhuǎn)換效率約為相交換前CuI