本文關鍵詞：兩端開口TiO_2納米管陣列制備及其在量子點敏化太陽能電池中的應用

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【摘要】：TiO2納米管陣列薄膜擁有良好的化學和物理性質，例如光穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性、無毒、優(yōu)異的光催化以及光電轉換性能。一般地，TiO2納米管陣列薄膜都是通過陽極氧化Ti片制備得到，所獲得的TiO2納米管陣列薄膜的底部是封閉的并與Ti片緊緊相連。在本文中，首先利用陽極氧化法分別制備了普通的一端開口的TiO2納米管陣列薄膜，接著在陽極氧化結束時升高電壓制備了一種新型的兩端開口的無襯底的TiO2納米管陣列薄膜。通過X射線衍射（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）、能譜分析（EDX）和透射電子顯微鏡（TEM）等多種分析測試手段對TiO2納米管陣列薄膜的結構、成分以及形貌進行了系統(tǒng)的分析研究。 由于兩端開口的TiO2納米管陣列薄膜的半導體特性及其通孔的獨特結構，使得其在量子點敏化太陽能電池方面的應用具有更大的優(yōu)勢：這種結構的樣品可以吸收更多的量子點并提高電池的光電轉換效率。本文利用連續(xù)離子層吸附反應法制備CdS量子點敏化TiO2納米管陣列薄膜。對于一端開口的薄膜，大部分CdS量子點團聚在薄膜的表面并堵住了納米管的管口。但CdS量子點可以均勻地分布在兩端開口的納米管的內管壁和外管壁，形成了CdS/TiO2/CdS的三明治結構，，將這種三明治結構的光陽極組裝成太陽能電池，其性能參數(shù)如下：短路光電流密度為4.91mA·cm-2，開路光電壓為0.62V，填充因子為54.3%。與CdS敏化的一端開口TiO2納米管陣列薄膜樣品相比，光電能量轉換效率提高了3倍多，達到1.64%。
【關鍵詞】：TiO2納米管陣列 兩端開口 CdS量子點 量子點敏化太陽能電池
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TB383.1;TM914.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-18
• 1.1 引言8-9
• 1.2 太陽能電池9-12
• 1.3 納米半導體材料12-13
• 1.4 納米 TiO_2半導體材料13-14
• 1.5 TiO_2納米管的概述14-17
• 1.6 本課題研究的目的和主要內容17-18
• 2 一端開口的 TiO_2納米管陣列薄膜的制備18-28
• 2.1 試驗試劑和實驗儀器20
• 2.2 實驗部分20-22
• 2.3 樣品表征22
• 2.4 結果與討論22-27
• 2.5 本章小結27-28
• 3 兩端開口的 TiO_2納米管陣列薄膜的制備28-36
• 3.1 實驗試劑和儀器29-30
• 3.2 實驗部分30
• 3.3 樣品表征30-31
• 3.4 結果與討論31-35
• 3.5 本章小結35-36
• 4. CdS 量子點敏化 TiO_2納米管陣列薄膜太陽能電池的制備及其性能研究36-54
• 4.1 試驗試劑和儀器41
• 4.2 實驗部分41-43
• 4.3 樣品表征43
• 4.4 結果與討論43-53
• 4.5 本章小結53-54
• 5. 全文總結與展望54-56
• 5.1 全文總結54
• 5.2 今后工作展望54-56
• 致謝56-57
• 參考文獻57-64
• 附錄 攻讀學位期間發(fā)表的論文目錄64

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本文編號：517237