量子點(diǎn)敏化TiO2納米晶太陽(yáng)能電池的電極結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池，作為一種新型太陽(yáng)能電池，是有望成為替代硅系太陽(yáng)能電池的低成本、高效率的太陽(yáng)能電池之一。但是，量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池的性能顯著地受其半導(dǎo)體氧化物、量子點(diǎn)敏化材料、對(duì)電極及電解液等的影響。因此，本文以改善光伏性能為目標(biāo)，制備了CdS量子點(diǎn)敏化TiO2多孔薄膜和TiO2納米管陣列以及CuInS2量子點(diǎn)敏化TiO2納米管陣列光陽(yáng)極和碳對(duì)電極，研究了電池結(jié)構(gòu)對(duì)太陽(yáng)能電池性能的影響。主要研究結(jié)果及創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　1.采用

2、絲網(wǎng)印刷法制備納米TiO2多孔薄膜，采用連續(xù)離子層吸附與反應(yīng)法制備CdS量子點(diǎn)敏化TiO2多孔薄膜，采用碘電解液/Pt對(duì)電極體系時(shí)，TiO2多孔薄膜厚度與CdS量子點(diǎn)沉積量都對(duì)量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換性能有重要影響，隨著TiO2多孔薄膜厚度和CdS量子點(diǎn)沉積量的增加，量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換性能均有一個(gè)先增加后降低的趨勢(shì)。
　　2.采用活性炭為原料在FTO導(dǎo)電玻璃上制備碳薄膜對(duì)電極，并考察了不同對(duì)電極對(duì)太陽(yáng)能電池性能的

3、影響。結(jié)果表明，與Pt對(duì)電極相比，碳對(duì)電極可明顯提高CdS量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池的光伏性能。交流阻抗譜分析表明，碳對(duì)電極可降低對(duì)電極/電解液的界面電阻，有利于電荷轉(zhuǎn)移。
　　3.制備了CdS量子點(diǎn)敏化TiO2納米管陣列光陽(yáng)極，結(jié)合多硫電解液與Pt對(duì)電極，研究了太陽(yáng)能電池的光電性能。結(jié)果表明，隨著CdS量子點(diǎn)沉積量的增加，CdS量子點(diǎn)敏化TiO2納米管陣列電池的光電轉(zhuǎn)換效率先增加后降低。在相同的條件下，CdS量子點(diǎn)/TiO2納米管陣列

4、電池的短路電流密度提高，說(shuō)明TiO2納米管陣列巨大的比表面積更有利于CdS量子點(diǎn)的沉積。
　　4.采用溶劑熱法制備三元硫化物CuInS2量子點(diǎn)，將CuInS2量子點(diǎn)沉積到雙官能團(tuán)分子功能化的TiO2納米管陣列上，制備CuInS2量子點(diǎn)敏化TiO2納米管陣列太陽(yáng)能電池，并對(duì)其光伏性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，采用這種預(yù)先合成量子點(diǎn)的方式制備的量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池效率較低，采用CuInS2/CdS量子點(diǎn)共敏化TiO2納米管陣列，可以提高太