硫化物基复合结构的可控构筑及在太阳能电池中的应用

【摘要】：量子点敏化太阳能电池(QDSSCs)具有低成本、制备简易、高效率等优点，已经成为太阳能电池的重要研究方向。本文主要对硫化物基复合结构构筑太阳能电池及光电性能的研究。通过硫化铅(PbS)量子点和二硫化钼(MoS2)对电极构筑太阳能电池，分析太阳能电池的光电性能及转换效率。 实验采用连续离子层吸附反应(Successive ionic layer absorption and reaction，SILAR)的制备方法，制备不同层PbS/TiO2复合结构构筑太阳能电池，分析不同层数量子点敏化太阳能电池的光电转换效率。PbS量子点敏化TiO2薄膜，PbS量子点带隙宽度较窄，在可见光区具有较大吸光系数，达到优化太阳能电池的目的。 采用水热合成方法制备MoS2对电极构筑太阳能电池。对电极主要是通过收集外电路电荷并在氧化还原反应作用下，完成电荷转换的过程。通过改变前驱物比例合成制备MoS2，研究MoS2的催化活性以及光电转换率。MoS2的带隙宽度很接近太阳光的可见光部分，有较强的催化性，有利于提高太阳能电池的光电转换效率。 【关键词】：量子点敏化太阳能电池 对电极 硫化铅 二硫化钼
【学位授予单位】：黑龙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 太阳能电池的概述9-11
• 1.1.1 太阳能电池的发展进程9-10
• 1.1.2 太阳能电池的分类10-11
• 1.2 量子点敏化太阳能电池11-14
• 1.2.1 量子点敏化太阳能电池的基本结构11-13
• 1.2.3 量子点敏化太阳能电池的基本原理13-14
• 1.3 论文研究背景及国内外研究现状14-15
• 1.3.1 量子点敏化太阳能电池的研究进展14-15
• 1.3.2 对电极的研究进展15
• 1.4 立题思想与研究内容15-17
• 第2章 实验材料和实验方法17-23
• 2.1 实验试剂17-18
• 2.1.1 实验试剂和原料17-18
• 2.1.2 实验仪器和设备18
• 2.2 表征方法及原理18-23
• 2.2.1 扫描电子显微镜(SEM)18-19
• 2.2.2 透射电子显微镜(TEM)19
• 2.2.3 光电化学池的光电流-电压曲线(I-V)19-20
• 2.2.4 X 射线光电子能谱(XPS)20
• 2.2.5 循环伏安曲线(CV)20
• 2.2.6 紫外-可见分光光度计(UV-visible spectroscopy)20-21
• 2.2.7 Tafel 极化曲线测试21
• 2.2.8 广角 X 射线衍射(WAXRD)21-22
• 2.2.9 电化学阻抗谱(EIS)22-23
• 第3章 PbS 量子点敏化太阳能电池的光电性能23-35
• 3.1 引言23-24
• 3.2 实验部分24-26
• 3.2.1 TiO_2多孔薄膜的制备24
• 3.2.2 PbS 量子点敏化 TiO_2薄膜的制备24-25
• 3.2.3 对电极的制备25-26
• 3.2.4 电解液的配制及电池的组装26
• 3.3 结果与讨论26-34
• 3.3.1 PbS/TiO_2广角 X-射线衍射（WAXRD）测试26-27
• 3.3.2 PbS 复合材料的结构表征27-28
• 3.3.3 PbS/TiO_2光电流-光电压（I-V）测试28-29
• 3.3.4 PbS/TiO_2强度调制光电压谱（IMVS）测试29-30
• 3.3.5 PbS/TiO_2强度调制光电流谱（IMPS）测试30-31
• 3.3.6 PbS/TiO_2电化学阻抗（EIS）测试31-33
• 3.3.7 PbS/TiO_2紫外可见吸收光谱（UV-vis）测试33-34
• 3.4 本章小结34-35
• 第4章 MoS_2对电极的制备与光电性能35-44
• 4.1 引言35-36
• 4.2 实验部分36-37
• 4.2.1 MoS_2的制备36
• 4.2.2 对电极的制备36-37
• 4.2.3 电解液的配置及电池的组装37
• 4.3 结果与讨论37-43
• 4.3.1 MoS_2广角 X-射线衍射（WAXRD）测试37-38
• 4.3.2 MoS_2复合材料的结构表征38
• 4.3.3 MoS_2的光电流-光电压（I-V）测试38-40
• 4.3.4 MoS_2的电化学阻抗谱（EIS）测试40-41
• 4.3.5 MoS_2的塔菲尔（Tafel）测试41-42
• 4.3.6 MoS_2的循环伏安（CV）测试42-43
• 4.4 本章小结43-44
• 结论44-45
• 参考文献45-52
• 致谢52-53
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文53

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