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文檔簡介
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
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