ZnO SnO2复合光阳极的制备及在量子点敏化太阳能电池中的应用
[关键词:复合光,制备,量子点,太阳能电池] [热度 ]提示:此毕业设计论文完整版包含【论文,答辩稿】 作品编号:clkx0056,word全文:24页,合计:10000字 |
本文的研究目的和研究内容
量子点敏化电池属于第三代太阳能电池,由于成本低、理论效率高而受到较多关注。但是目前量子点敏化太阳能电池的实际转换效率远远低于其理论值,因此需要研究各材料能级匹配和协调性,从而更有效地提高电池光电转换效率。
本文在已有研究的基础上探索光电性能良好的CdS/CdSe量子点吸附的用ZnO-SnO2纳球制备的光阳极的制备条件,然后在最优的制备条件下成功制备CdS/CdSe量子点吸附的用ZnO-SnO2纳球制备的光阳极。
本文探取采取离子交换法对用ZnO-SnO2纳球制备的膜进行CdS敏化,讨论在不同浓度下制得的不同微观形态的ZnO-SnO2纳球,用CdS/CdSe量子点吸附的最优制备条件
本文在以下几个方面对ZnO-SnO2光阳极的量子点敏化太阳能电池进行了研究:首先通过经行分组实验制备出具有不同微观形态的ZnO-SnO2微球,并采用化学浴沉积的方法在FTO玻璃衬底上制备ZnO-SnO2光阳极,再通过旋涂法,在沉积有ZnO-SnO2微球的FTO玻璃沉积CdS或者沉积CdS与CdSe,并在电解质的作用下,组装成量子点敏化太阳能电池。讨论了不同微观形态的ZnO-SnO2微球对光阳极性能的影响。讨论了在同种微观形态的ZnO-SnO2微球中,不同敏化剂对于ZnO-SnO2光阳极组装电池的表征参数的影响,最终确定出此方案中能够提高QDSC转换效率的最优微观形态与最佳敏化剂。
主要取得如下几方面结论:
1)在不同的微观形态中,具有花型微观形态的ZnO-SnO2微球因为具有较大的球与球之间的间隙,能够有效地促进量子点的沉积以及进一步渗透,同时可以防止沉积量子点时过度沉积于阳极膜的表面阻碍量子点进一步的渗透以及组装电池时电解质的渗透,故而可促进反应进行,增强漫反射,加速电子在电解质和对电极界面上的传输,催化电解质中被氧化物种的还原,加速电池中电路的循环,提高对太阳光的吸收。
2)在具有相同微观形态的ZnO-SnO2微球时,单纯的CdS敏化ZnO-SnO2光阳极的效果并不是很好,故而在实验中探索了在CdS敏化ZnO-SnO2光阳极之后,再利用CdSe敏化已经经过了CdS敏化的ZnO-SnO2光阳极。结果表明CdSe敏化已经经过了CdS敏化的ZnO-SnO2光阳极的量子点的密度和大小效果均大大优于只用CdS敏化ZnO-SnO2光阳极,具有较高的光电转换效率。其最大电流密度为14.32mAcm-2,效率可达4.98%。
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