基于金属硫化物的量子点敏化太阳能电池对电极材料研究

来源 :长春工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:outerwy
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
太阳能作为一种取之不尽用之不竭的可再生能源被认为是解决目前日益增长的能源需求的最重要和最可靠的清洁能源。为了有效地收集利用太阳能,人们研究了各种各样的新型太阳能电池器件。作为第三代太阳能电池的代表之一,量子点敏化太阳能电池具有良好的热稳定性和湿度稳定性,并且由于量子点的带隙可调节性和量子限域效应等优势成为具有发展潜力的太阳能电池之一。作为量子点敏化太阳能电池的重要组成部分之一,对电极承担着收集外电路传输电子并将多硫电解液还原的作用,因此对电极的导电性、稳定性以及催化活性直接影响到量子点敏化太阳能电池的光电性能。金属硫化物具有优异的催化活性以及良好的导电性,已经被广泛应用于量子点敏化太阳能电池对电极材料研究工作中。但是由金属硫化物在多硫化物电解液中稳定性较差,限制了它的应用。因此制备出导电性强、稳定性好并且催化活性高的金属硫化物对电极是目前的研究重心。本论文中,我们进行了以下研究:(1)通过刮涂法制备了碳纳米球对电极,化学浴沉积法制备了Co S对电极。探究了退火处理对碳材料比表面积的影响,以及该种对电极在氧化还原反应过程中的稳定性。通过改变化学浴沉积时间来获取表面致密并且比表面积适宜的Co S对电极材料。系统分析了两种对电极材料的优势与不足可知,Co S作为对电极可以有效提高电池的开路电压(Voc),电池的光电转换效率提高了60%。(2)通过化学浴沉积法制备了CuS作为全光谱液体结量子点敏化太阳能电池的对电极。调整了从CuS对电极一侧入射的太阳光的波长范围。当光阳极发出全光谱光时,经过电池下方的抛物面反射镜反射后,从对电极一侧再次入射到电池上,并在CE上放置一个滤光器,将光分为紫外可见光和近红外光两部分。研究了不同范围太阳光(包括无光照、紫外可见光、近红外光和全光谱光)入射到对电极一侧时对电池性能的影响。此外,利用CuS纳米材料本身独特的性能以及器件结构的调整优化了量子点敏化太阳能电池的整体光伏性能。实验结果表明,在双侧全波段太阳光入射的前提下,电池的光电转换效率最高为5.6%,其中Jsc为21.7 m A cm-2,Voc为0.56 V,FF为42.8%。(3)通过化学浴沉积法与连续离子层吸附与反应法(SILAR)制备了能带匹配度较高的CuS/PbS复合材料。改变PbS的沉积次数(0~4个周期),避免沉积过程中PbS含量过高引起的团聚现象,最终获得PbS纳米颗粒生长状况最佳的复合对电极。首先对CuS/PbS复合材料的形貌与结构进行了测试和分析,然后将CuS/PbS复合对电极组装得到的量子点敏化太阳能电池进行光伏性能与电化学性能测试,并且对不同SILAR的沉积次数的CuS/PbS复合材料对电极的各项参数进行了综合的对比与分析。最终,电池的Jsc、Voc、FF和PCE值分别从17.98 m A cm-2增至19.43 m A cm-2、0.53V增至0.56 V、31.62%增至31.71%、3.01%增至3.48%。
其他文献
随着工业化进程的不断发展,工业控制系统与现代信息技术融合越来越深入,传统工业控制系统与互联网(公用网络)的界限逐渐被打破,并逐渐摆脱传统的封闭性转型为互联性的系统。因此、网络攻击的存在不仅局限于网络信息安全领域,也逐渐蔓延到工业控制系统领域。各种工业信息面临被窃取、篡改、删除等危险,严重的工业控制系统攻击事故时有发生。目前,工业控制系统信息安全问题已经成为国内外的热点研究方向之一,研究内容包括深度
社会不断的发展进步,繁重的工作压力与身体素质的下降导致由于视网膜病变引发疾病的人群日益增多。因此对于视网膜血管结构的分析和准确检测被认为是大规模人群预防眼底疾病的首要任务。在眼科疾病的诊断中,对视网膜血管进行分割是非常有效的一种方法。而计算机算法可以迅速,准确的获取视网膜血管图像,而且客观,理智,成本较低,对眼科疾病的治疗以及观察具有重要意义。在方法使用中,由于受到图像获取仪器制约,捕捉到的视网膜
搅拌摩擦焊(FSW)是由英国焊接研究所(TWI)在1991年基于传统摩擦焊发明研制的一种新型高效的固相连接技术。搅拌头作为搅拌摩擦焊技术的核心组件,其结构设计对获得高质量的焊接接头起着决定性的作用。本文首先选用4mm厚度的2024硬质铝合金作为实验材料,采用圆锥螺纹搅拌头进行焊接。研究表明,在旋转速度1000r/min、焊接速度500mm/min,搅拌头倾斜角为2.5°,下压量为0.20mm,预热
在新课程改革的要求下,小学语文学科凭借独特优势成为贯彻学生德育教育的首选学科,如何权衡日常教学和德育工作的关系,探索有效的实践办法,使小学语文教师的德育教学工作能够
命名实体识别是自然语言处理众多任务中的一项子任务,也是从大量结构化和非结构化文本数据中挖掘可利用信息的一项重要技术。深度学习技术在自然语言处理领域以得到了广泛研究和应用。它强大的特征学习能力可以有效地挖掘文本的深层语义信息,有效的特征表达解决了中文命名实体提取任务中中文特征表达不足的问题。中文命名实体识别在各个领域中已得到广泛应用,主要识别特定领域的命名实体,例如在医疗领域命名实体识别主要识别患者
与高温液体相比,过冷液体的动力学特性比较复杂,动力学迟缓造成的β-弛豫会使系统产生动力学不均匀性。本文通过分子动力学模拟的手段,对过冷液体的微观结构特性以及动力学特性进行了一系列研究。过冷液体的静态结构特性与高温液体的大致相同,呈现短程序结构,但是过冷液体的对分布函数在第二峰会产生劈裂。在短程内,过冷液体原子之间的关联性随着温度的降低而增强。过冷液体的动力学特性与高温液体存在本质上的差异。过冷液体
近年来,人口老龄化趋势逐渐上升,高龄人群由于自身免疫系统功能下降,极易受到疾病的困扰。其中,脑卒中就是一种极为常见的疾病,患者常伴有肢体麻木、下肢无力、偏瘫等症状,严重地危害着老年人身体健康。因而,对于脑卒中患者的康复治疗已迫在眉睫。传统的康复医疗手段是通过康复医师进行一对一治疗,但存在人员消耗大、康复周期长、效果有限等问题。相比传统的康复手段,下肢康复机器人灵活性更强、康复训练效率更高、减轻了康
随着汽车工业的不断发展,人们对汽车舒适性与安全性也有了更高的标准。汽车转向系统是汽车底盘设计的关键技术之一,对于提升汽车驾驶舒适性和安全稳定性具有重要作用。近年来
近年来教育问题成为了全民关注的热点,在网络教育平台中,例如中国大学慕课、小猿辅导等在线教育平台,学习者可以不限制于空间和时间进行学习,并可以接触到更优质的教育资源。
随着互联网和移动设备的迅速发展,图像数据迎来了巨量的增长。图像分类作为自动化图像处理中的重要一环也处于越来越重要的位置。近年来,在图像分类领域中卷积神经网络取得了