SnS、PbS薄膜的制備及其敏化TiO2太陽能電池的性能研究.pdf

1、窄帶隙的Ⅳ-Ⅵ族化合物半導(dǎo)體由于其良好的光電效應(yīng)被廣泛應(yīng)用于太陽能電池中。其中SnS的直接帶隙為1.3eV，對可見光有很好的吸收，理論光電轉(zhuǎn)換效率高；PbS具有較窄的直接帶隙0.41eV和較大的玻爾激子半徑18nm，其量子點由于限域效應(yīng)可拓寬光吸收范圍，兩者均可作為量子點敏化太陽能電池中的敏化劑。
　　本文以硫化銨為硫源，乙二醇甲醚和正丁醇為陽離子前驅(qū)體溶劑，以硝酸鉛為鉛源，以氯化亞錫為錫源，采用原位法制備SnS、PbS量子點薄膜

2、，通過控制制備工藝的各個參數(shù)，考察了陽離子前驅(qū)體溶劑的組成、陰離子溶液的濃度、循環(huán)次數(shù)及熱處理溫度等對合成SnS、PbS量子點薄膜的晶型、形貌及光學(xué)性能的影響，最后制備兩種量子點單獨敏化及共敏化太陽能電池，考察循環(huán)次數(shù)及敏化次序?qū)μ柲茈姵匦阅艿挠绊憽?br>　　結(jié)果表明，原位法可以合成正交相SnS、立方相PbS量子點薄膜。在錫離子溶液中加入乙二胺影響晶粒的生長速率，進而影響薄膜的形貌，硫化銨的濃度影響晶粒的大小及薄膜的光學(xué)性能，通過控

3、制循環(huán)次數(shù)可以改變 SnS薄膜的粗糙度、厚度，熱處理溫度能夠改變SnS的晶型，得到SnS2與SnS的混合物。陽離子前驅(qū)體溶劑的組成影響溶液的粘度及硝酸鉛在溶液中的溶解度，進而影響PbS薄膜的形貌及粗糙度，通過控制硫化銨的濃度、循環(huán)次數(shù)可以改變PbS納米晶的尺寸及薄膜的粗糙度、厚度，熱處理溫度對PbS晶粒的大小有影響，原位法制備的SnS、PbS量子點薄膜的生長速率可達30nm/cyc le。
　　以P25為原料制備TiO2多孔薄膜，

4、以Pt電極為對電極，選用多碘電解液，選擇最佳的工藝條件分別制備 Pt/SnS/TiO2/FTO、Pt/PbS/TiO2/FTO、Pt/SnS/PbS/TiO2/FTO及Pt/PbS/SnS/TiO2/FTO結(jié)構(gòu)量子點敏化太陽能電池，考察了循環(huán)次數(shù)對 Pt/SnS/TiO2/FTO、Pt/PbS/TiO2/FTO電池性能的影響，得到Pt/SnS/TiO2/FTO電池的最高效率為0.605％，循環(huán)次數(shù)為20，Pt/PbS/TiO2/FTO電