CdSe量子点敏化太阳能电池的后处理及其光电性能的研究

【摘要】：量子点敏化太阳能电池(QDSSCs)是在传统的染料敏化太阳能电池(DSSCs)的基础上孕育而生的第三代新型低消耗的的光伏设备。它是用纳米晶半导体(QDS)代替染料作为光吸收媒介,它有很多优点,例如可以调节的禁带宽度、高的消光系数、很强的固有偶极、多重激子效应、高的光稳定性等,使得QDSSCs的研究引起了学术界的广泛关注。本论文采用原位生长化学池沉积(CBD)的方法,用CdSe量子点敏化纳米多孔Ti02、ZnO薄膜,得到CdSe/TiO2(ZnO)工作电极并组装量子点敏化太阳能电池,采用修饰的钝化方法对CdSe/TiO2(ZnO)工作电极进行后处理,从而提高了电池的光电转换性能。研究的主要内容包括： 1、首次在CdSe量子点敏化太阳能电池的光阳极的后处理过程中引入ZnSe作为晶格匹配过渡层,使电池的光电性能及稳定性得到明显提高。 2、在CdSe/TiO2量子点敏化太阳能电池中,ZnSe/ZnS协同后处理使电池的光电转换效率提高至3.46%(Pt作为对电极),相对于单独的ZnS后处理的效率2.83%提高了22%,且电池的稳定性得到提高。 3、在CdSe/ZnO量子点敏化太阳能电池中,ZnSe/ZnS协同后处理使电池的光电转换效率达到1.55%(Pt作为对电极),相对于单一的ZnS后处理的效率0.68%提高了128%,并且电池稳定性明显提高。 4、合成了ZnO一维纳米棒结构,经过阴离子交换和阳离子交换法得到了ZnO/ZnSe/CdSe核/壳/壳一维纳米棒结构。 【关键词】：量子点敏化太阳能电池 ZnSe 晶格匹配 后处理
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 学位论文数据集4-5
• 摘要5-7
• ABSTRACT7-16
• 第一章 绪论16-26
• 1.1 前言16
• 1.2 量子点敏化太阳电池(QDSSCs)16-17
• 1.3 QDSSCs中量子点的种类17-18
• 1.4 QDSSCs的结构和工作原理18-21
• 1.5 QDSSCs的光电性能评价21-22
• 1.6 将量子点负载到TiO_2的方法22-23
• 1.7 影响QDSSCs光电转化效率的因素23-24
• 1.8 本课题的设想24-25
• 1.9 研究生课题的主要研究工作25-26
• 第二章 CdSe量子点敏化TiO_2太阳能电池26-46
• 2.1 绪论26-27
• 2.2 实验部分27-31
• 2.2.1 实验材料27-28
• 2.2.2 FTO导电玻璃的清洗28
• 2.2.3 TiO_2薄膜的制备28
• 2.2.4 CdSeQDs敏化TiO_2薄膜28-29
• 2.2.5 CdSe/TiO_2工作电极的后处理29
• 2.2.6 QDSSCs的组装29
• 2.2.7 工作电极的表征29-30
• 2.2.8 工作电极的光电性能测试30-31
• 2.3 结果与讨论31-45
• 2.3.1 CdSe/TiO_2工作电极的表征31-34
• 2.3.2 后处理对CdSe/TiO_2 QDSSC光电性能的影响34-45
• 2.4 本章小结45-46
• 第三章 CdSe量子点敏化ZnO太阳能电池46-59
• 3.1 引言46
• 3.2 实验46-49
• 3.2.1 实验试剂46-47
• 3.2.2 导电玻璃的清洗47
• 3.2.3 ZnO多孔薄膜的制备47-48
• 3.2.4 CdSe敏化ZnO工作电极的方法48
• 3.2.5 CdSe/ZnO工作电极的后处理48
• 3.2.6 QDSSCs的组装48
• 3.2.7 CdSe/ZnO工作电极的表征48
• 3.2.8 CdSe/ZnO电池的电化学表征48-49
• 3.3 结果与讨论49-58
• 3.3.1 CdSe/ZnO工作电极的表征49-51
• 3.3.2 CdSe/ZnO工作电极的后处理及光电性能51-56
• 3.3.3 以Cu_2S为对电极比较3ZnSe和3ZnSe2ZnS后处理电池的阻抗56-58
• 3.4 本章小结58-59
• 第四章 离子交换法制备ZnO/ZnSe/CdSe核/壳/壳结构59-66
• 4.1 绪论59
• 4.2 实验部分59-61
• 4.2.1 实验材料60
• 4.2.2 ZnO“种子”溶液的制备60-61
• 4.2.3 ZnO生长溶液的制备61
• 4.2.4 离子交换法制备ZnO/ZnSe/CdSe核/壳/壳结构61
• 4.3 结果与讨论61-65
• 4.3.1 ZnO“种子”溶液的UV-vis吸收光谱表征62
• 4.3.2 ZnO及其核/壳薄膜的表征62-65
• 4.4 小结65-66
• 第五章 结论66-67
• 参考文献67-72
• 致谢72-73
• 研究成果及发表的学术论文73-74
• 作者及导师简介74-75
• 北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书75-76

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