“绿色”量子点敏化太阳电池

来源 :华东理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ying33809
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
随着世界能源问题和环境问题加重,人们对清洁能源的需求不断增加,而将太阳光能直接转变为电能是非常理想的能源获取方式。在第三代太阳电池中,量子点敏化太阳电池(QDSC)具有材料成本低廉、可溶液处理的优点,以及自身热电子提取效应和多激子效应(MEG)等诸多突出性质,现已成为光伏领域的研究热点。然而,当今性能突出的QDSC器件多由含Cd、Pb等高毒性元素的量子点组装而成,因此使用毒性更低、更环保的材料组装QDSC成为研究重点。本文主要研究“绿色”半导体纳米晶:CuInSe2(CISe)、CISe-ZnS量子点和Cu∶ZnIn2Se4纳米微片(Cu∶ZISe QPs)的制备,以及其在QDSC中的应用。  我们制备了高质量CISe和CISe-ZnS量子点,并利用连接分子辅助(LAA)法组装高效率“绿色”QDSC。发现CISe量子点具备NIR光吸收和荧光发射能力,而且在进行ZnS合金化处理后,CISe-ZnS量子点荧光显著增强。此外,还发现调节两种合金成分的比例可以调控量子点的能带。通过离位交换LAA法,制备了分布均匀且致密的CISe和CISe-ZnS量子点敏化TiO2薄膜电极,并组装成QDSC。在AM1.5G1个模拟太阳光照下,CISe电池可以获得6.02%的光电转换效率,而CISe-ZnS电池可以获得6.79%的效率。通过开路电压衰减和电化学阻抗分析,可以总结出CISe-ZnS量子点中引入的ZnS合金成分,在QDSC中可以抑制电子复合、提高电子注入效率,最终使电池的光电转换效率得到提高,达到液接类型QDSC效率的世界领先水平,同时展现了基于CISe的合金量子点替代高毒性Cd、Pb量子点制备“绿色”的高效率光伏器件的巨大潜力。  此外,我们还合成Cu∶ZISe纳米微片,探讨其生长机制和合成中各条件变化对产物的影响,并实现其在光电转换中的应用。通过单锅无注射法,合成了扁平状2D结构的Cu∶ZISe纳米微片,并发现这种QPs具有量子阱过渡态所产生尖锐的激子吸收峰(509nm和560 nm处)。通过对Cu∶ZISe QPs反应过程的监测,以及TEM和HRTEM表征,详细研究了QPs的生长机制,推断Cu∶ZISe QPs的生长遵循“软模板”法生长机制。然后,还探讨了改变配体的量、种类,以及反应物中元素的比例对Cu∶ZISe QPs合成的影响。最后,将较小尺寸的Cu∶ZISe QPs组装成QDSC,并利用J-V测试表征其光电转换性能。其开路电压可以达到0.566 V,短路电流密度可以达到13.96 mA/cm2,最终的光电转换效率可达4.21%。此研究结果进一步丰富了2D结构半导体纳米材料在光电转换领域中的应用。
其他文献
现代的设计越来越多,各种设计层出不穷,但站稳脚跟的都是带有文化底蕴的设计。文化与设计也息息相关,各个国家所做的设计当中,文化色彩的设计最具竞争力,正所谓“民族的就是
  石墨烯和类石墨烯二维材料基印刷电子产品是用于柔性电子、光电、复合材料以及快速制造领域的重点研究方向.印刷二维材料场效应晶体管的柔性优于有机光电子柔性薄膜晶体
会议
实验采用部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)与交腾剂柠檬酸铝(AlCit)形成的胶态分散凝胶(CDG)体系,考察了它在石英砂上的静态吸附以及在岩芯中的动态滞留特性,以探讨其液流改向能力和
  本文报道了两种用于土木工程领域的石墨烯基智能材料。一种是具有压敏效应的智能水泥材料。通过掺入不同用量的石墨烯,制备石墨烯/水泥复合材料,系统研究此复合材料的电学
会议
  作为二维材料的六方氮化硼(h-BN)可以在1500℃的空气中稳定存在且几乎不和绝大多数化学药品发生反应。相关预测显示h-BN将作为石墨烯器件的平面基板以及作为石墨烯、六方
会议
该文对天然斜发和天然丝光沸石进行了改性处理,测定了多种沸石分子筛对水中三氯甲烷的脱除率,同时对吸附机理进行了探讨.采用脱铝补硅及四氯化硅化学液相沉积方法对天然沸石
摘要:《义务教育语文课程标准》中指出“语文课程致力于培养学生的语言文字运用能力,提升学生的综合素养,为学好其他课程打下基础”,由于我国历史文化悠久,难免較长在会会出现一些较长篇幅的文章,如何进行较长篇幅课文的教学我在教学中对此进行了探索。  关键词:浅谈;语文;较长篇幅;教学;新认识  《义务教育语文课程标准》中指出“语文课程致力于培养学生的语言文字运用能力,提升学生的综合素养,为学好其他课程打下
有机污染物对环境、人类存在着持久性的污染和危害。在现有众多有机污染物处理技术中,催化燃烧法是最有效的方法之一,具有设备简单、能耗低、消除效果好等特点,但仍存在催化剂寿
针对砖瓦厂为杭嘉湖蚕桑区主要氟污染源的实际情况,开发了多级水喷淋吸收工艺治理砖瓦厂含氟废气,并对固氟治理技术和制砖过程中氟的逸出机理进行了全面而深入的研究,所得成
  水泥基混凝土是世界上广泛应用的建筑材料。尽管在温和的环境下混凝土本身相对比较耐用,但是由于混凝土的孔状结构而导致其本身固有的机械强度弱,从而限制了它的应用。石墨
会议