本文關(guān)鍵詞：硫化鉛膠體量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池的低溫制備及其性能研究

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【摘要】：采用溶液法制備的膠體量子點(diǎn)具有靈活可調(diào)的吸光波長(zhǎng)和多激子效應(yīng),使其成為高效率、低成本太陽(yáng)能電池研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。論文利用膠體溶液法合成出硫化鉛(PbS)量子點(diǎn)、磷化鎘(Cd3P2)量子點(diǎn)以及硫化銻(Sb2S3)膠體納米晶。通過(guò)溶液級(jí)和薄膜級(jí)表面修飾相結(jié)合的方式,利用旋轉(zhuǎn)涂膜法在低溫條件下制備了穩(wěn)定的膠體量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池。論文首先詳細(xì)研究了PbS膠體量子點(diǎn)、Cd3P2膠體量子點(diǎn)以及Sb2S3納米晶的可控制備,能夠通過(guò)改變反應(yīng)溫度,前驅(qū)體比例以及反應(yīng)時(shí)間等條件控制量子點(diǎn)的形貌與尺寸,TEM與XRD表征顯示合成出來(lái)的納米晶尺寸均一,分散性良好,為下一步制備太陽(yáng)能電池器件打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。隨后我們?cè)诖嘶A(chǔ)上利用低溫溶液法制備了Cd3P2/PbS量子結(jié)太陽(yáng)能電池器件,重點(diǎn)討論了量子點(diǎn)尺寸以及銀摻雜對(duì)電池器件性能的影響,研究表明量子點(diǎn)尺寸對(duì)器件開(kāi)路電壓有至關(guān)重要的影響;AgCl摻雜能夠顯著提高器件的短路電流,而AgNO3摻雜能夠顯著提高器件的開(kāi)路電壓,最終電池效率為1.6%。最后,我們對(duì)基于PbS膠體量子點(diǎn)的太陽(yáng)能電池進(jìn)行了結(jié)構(gòu)改進(jìn),嘗試構(gòu)建了p-PbS/n-PbS同質(zhì)結(jié)量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池以及低毒Sb2S3/PbS太陽(yáng)能電池。詳細(xì)討論了膜厚、配體處理時(shí)間對(duì)p-PbS/n-PbS同質(zhì)結(jié)器件性能的影響,研究表明它們影響耗盡層的寬度以及光吸收,進(jìn)而影響器件的開(kāi)路電壓與短路電流;配體處理會(huì)影響器件內(nèi)部的載流子密度與缺陷態(tài)密度,最終效率為3.13%。針對(duì)Sb2S3納米材料成膜質(zhì)量不佳的問(wèn)題,我們?cè)贗TO上面首先制備一層致密ZnO納米晶薄膜,最終得到了1.9%效率的電池器件。
【關(guān)鍵詞】：膠體量子點(diǎn) 低溫 全溶液 太陽(yáng)能電池 硫化鉛
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-21
• 1.1 太陽(yáng)能電池研究現(xiàn)狀8-11
• 1.2 量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池研究背景11-14
• 1.3 量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池研究進(jìn)展14-19
• 1.4 論文選題依據(jù)19-21
• 2 PbS等膠體納米晶的合成及其薄膜制備21-40
• 2.1 引言21
• 2.2 PbS膠體量子點(diǎn)合成與薄膜制備21-32
• 2.3 Cd_3P_2膠體量子點(diǎn)合成與薄膜制備32-35
• 2.4 Sb_2S_3膠體納米晶合成與薄膜制備35-38
• 2.5 本章小結(jié)38-40
• 3 PbS/Cd_3P_2膠體量子點(diǎn)薄膜太陽(yáng)能電池40-51
• 3.1 引言40
• 3.2 PbS/Cd_3P_2異質(zhì)結(jié)電池器件制備與表征40-42
• 3.3 量子點(diǎn)尺寸對(duì)器件性能的影響42-45
• 3.4 銀摻雜對(duì)器件性能的影響45-49
• 3.5 本章小結(jié)49-51
• 4 PbS膠體量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池材料開(kāi)發(fā)與結(jié)構(gòu)改進(jìn)51-57
• 4.1 引言51-52
• 4.2 p-Pb S/n-PbS同質(zhì)結(jié)電池器件制備與性能表征52-54
• 4.3 Sb_2S_3/PbS低毒電池器件制備與性能表征54-56
• 4.4 本章小結(jié)56-57
• 5 研究總結(jié)與展望57-60
• 5.1 研究?jī)?nèi)容總結(jié)57-58
• 5.2 研究?jī)?nèi)容展望58-60
• 致謝60-62
• 參考文獻(xiàn)62-69
• 附錄一 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄69

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