硒化镉、硫化铅量子点材料及太阳能电池研究

【摘要】：随着矿石能源的日益枯竭，清洁与可再生能源的利用成为研究的重点和国民经济发展的命脉。量子点太阳能电池作为第三代太阳能电池的代表，具有成本低廉、制作工艺简单、潜在高效等特点，成为研究的热点。量子点材料作为纳米维度的材料，在光电、生物医学等领域有着重要的作用。科技的发展离不开材料的创新及研发，同时材料需要被应用于器件中才能发挥材料的特性。 本文主要研究了硒化镉量子点的合成方法、硫化铅量子点的合成方法以及硫化铅量子点太阳能电池的制作方法。首先对量子点合成条件进行探索，得出复现率高的可行性合成路线，对合成的量子点材料进行表征得到量子点材料的基本物理性质。然后将合成的近红外硫化铅量子点应用于太阳能电池器件制造，取得了最高开路电压0.4V，最大短路电流密度4.01mA/cm2以及最高能量转换效率0.45%的硫化铅量子点太阳能电池。并且在制造电池的过程中，进行多种处理，验证了各种处理的效果，其中：退火处理对量子点太阳能电池的性能改善效果最好，溶液处理以及量子点与无机物界面处理的效果还有待研究。在文章的最后进一步探索了柔性基底太阳能电池的可行性，成功完成了在柔性基底上涂膜并制作器件的过程。 本课题完整地实现了从上游材料合成到下游器件制造的完整过程，给出了量子点材料研究的基本过程，基本上实现了量子点材料的合理应用。对将来量子点光电器件的研究有一定的参考价值。 【关键词】：硒化镉量子点 硫化铅量子点 太阳能电池
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-12
• 1.1 课题研究的背景8
• 1.2 课题来源及意义8-9
• 1.3 国内外研究概况及发展趋势9-11
• 1.4 研究方法11-12
• 2 量子点材料12-36
• 2.1 量子点的基本物理理论12-16
• 2.2 量子点合成16-35
• 2.3 本章小结35-36
• 3 量子点太阳能电池36-61
• 3.1 硫化铅量子点太阳能电池历史38-39
• 3.2 FTO 衬底上的 PbS 量子点太阳能电池39-40
• 3.3 ITO 衬底上的 PbS 量子点太阳能电池40-56
• 3.4 本章小结56-59
• 3.5 未来的工作59-61
• 4 总结与展望61-63
• 4.1 总结61-62
• 4.2 展望62-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-68

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