当前位置: 首页 > 学术论文 > 太阳能 > 正文

基于一维TiO_2量子点敏化太阳能电池的制备

关注热度:114   来源:新能源学术论文  作者:刘智敏
相似论文 相关推荐 你可能关注 点击排行 我要评论

【摘要】:量子点具有独特的光电性能,不同尺寸和组成的量子点可吸收不同能量的光子产生多种波长的光,在生物标记、光电器件和太阳能电池领域具有重要的应用。量子点太阳能电池的理论转换效率可达44%,但目前的实验结果远远低于理论预测值。 本论文研究了量子点敏化纳米晶太阳能电池的制备工艺。合成了一维二氧化钛结构,利用连续离子吸附反应法直接沉积CdS/CdSe量子点到二氧化钛光阳极,优化电解液和对电极组装成完整电池,通过结构和性能的改进,提高了电池的效率。本论文还尝试了环境友好型纳米晶FeS2的合成,其吸收谱带与太阳光谱重合率高,对制备的电池进行了性能测试与特性表征。 本文的主要研究内容和结论包括以下三个方面: (1)通过阳极氧化金属钛片的方法,在恒定电位和室温下,改变持续时间,获得了不同形貌的锐钛矿二氧化钛纳米管。利用水热法一步合成了生长在透明FTO玻璃上的锐钛矿二氧化钛纳米线,是制备太阳能电池的基础。 (2)利用连续离子层吸附法,将CdS/CdSe量子点沉积到一维二氧化钛结构上。配置多硫电解液和对电极,组装成三明治结构的太阳能电池。考察三种对电极对光电性能的影响,发现相比传统的Pt电极,CoS/CuS电极工艺简单,成本低廉,性能优异。通过比较太阳光从光阳极和对电极入射的结果,实现了光阳极入射方式较优的光电性能,其短路电流密度为6.40mA/cm2。 (3)采用烧瓶溶剂法和水热法制备了粒径分别为40-50nm和5-10nm的黄铁矿FeS2纳米晶,将其沉积在一维二氧化钛上制备成敏化电池,得到短路电流密度和开路电压分别为5.2μA/cm2和26mV。
【关键词】:一维二氧化钛 量子点 FeS_2纳米晶 敏化太阳能电池
【学位授予单位】:华东理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM914.4
【目录】:
  • 摘要5-6
  • Abstract6-10
  • 第1章 绪论10-25
  • 1.1 研究背景与课题来源10-11
  • 1.2 半导体纳米晶的基本概念11-12
  • 1.3 敏化太阳能电池的原理和结构12-14
  • 1.4 量子点在太阳能电池中的应用效应14-17
  • 1.4.1 禁带宽度可调效应15
  • 1.4.2 冲击离化效应及俄歇复合效应15-17
  • 1.4.3 微带效应17
  • 1.5 量子点敏化太阳能电池的研究现状17-23
  • 1.5.1 量子点材料的选择与匹配18-19
  • 1.5.2 量子点的合成与敏化19-20
  • 1.5.3 纳米结构光阳极20-22
  • 1.5.4 电解质22
  • 1.5.5 对电极的研究22-23
  • 1.6 研究内容和意义23-25
  • 第2章 实验方法及表征手段25-34
  • 2.1 实验药品与实验设备25-26
  • 2.2 电池材料及性能的表征26-32
  • 2.2.1 纳米颗粒的表征26-29
  • 2.2.2 太阳能电池性能的表征29-32
  • 2.3 本章小结32-34
  • 第3章 一维TiO_2光阳极的制备34-51
  • 3.1 前言34-36
  • 3.2 有机电解质制备TiO_2纳米管36-43
  • 3.2.1 实验过程36
  • 3.2.2 实验现象36-37
  • 3.2.3 二氧化钛纳米管阵列薄膜的表征与分析37-40
  • 3.2.4 二氧化钛纳米管生成机理分析40-43
  • 3.3 二氧化钛纳米管薄膜的脱落43-47
  • 3.3.1 实验过程43-44
  • 3.3.2 热处理前的二氧化钛纳米管阵列薄膜44-47
  • 3.4 水热法制备TiO_2纳米线47-50
  • 3.4.1 实验过程47-48
  • 3.4.2 二氧化钛纳米线的表征与分析48-50
  • 3.5 本章小结50-51
  • 第4章 基于一维TiO_2量子点敏化太阳能电池的制备51-66
  • 4.1 引言51-52
  • 4.2 实验过程52-54
  • 4.2.1 CdS/CdSe量子点的合成52-53
  • 4.2.2 电解质的配置53
  • 4.2.3 Pt和CoS/CuS对电极的制备53
  • 4.2.4 电池的封装53-54
  • 4.3 结果与讨论54-65
  • 4.3.1 不同对电极电池性能比较54-56
  • 4.3.2 不同氧化时间二氧化钛光阳极量子点敏化电池性能研究56-61
  • 4.3.4 基于透明FTO玻璃TiO_2纳米线光阳极的太阳能电池61-65
  • 4.4 本章小结65-66
  • 第5章 窄带系量子点FeS_2敏化太阳能电池研究66-73
  • 5.1 前言66-67
  • 5.2 烧瓶溶剂热法制备FeS_2黄铁矿纳米晶67-69
  • 5.2.1 实验过程67-68
  • 5.2.2 FeS_2黄铁矿纳米晶的形貌分析68-69
  • 5.3 水热法制备FeS_2黄铁矿纳米晶69-71
  • 5.3.1 实验过程69-70
  • 5.3.2 水热法制备FeS_2相结构和形貌表征70-71
  • 5.4 FeS_2敏化太阳能电池的制备71-72
  • 5.4.1 实验过程71-72
  • 5.4.2 结果分析72
  • 5.5 本章小结72-73
  • 第6章 总结与展望73-75
  • 6.1 总结73-74
  • 6.2 创新点74
  • 6.3 展望74-75
  • 参考文献75-82
  • 致谢82-83
  • 攻读硕士期间发表论文与奖励83


您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

染料敏化太阳能电池的研究进展    赵俊锋;陈建华;

量子点敏化太阳能电池研究进展    杨健茂;胡向华;田启威;唐明华;陈志钢;查刘生;

美国能源政策的启示及我国新能源发展对策    王廷康;唐晶;

PbS量子点/ZnO纳米片复合膜的制备及其光电化学性能    廖鑫;杨峰;蒲明华;赵勇;程翠华;

世界光伏发电产业的现状及原材料的发展趋势    朱相丽;

德国新能源发展对中国的战略启示    黄玲;张映红;

新型结构异质结太阳能电池的研究    沈亮

奥巴马政府新能源政策的启示与借鉴    李果仁;

量子点敏化太阳能电池研究进展    杨健茂;胡向华;田启威;唐明华;陈志钢;查刘生;

国际资源环境变化下的我国资源调控探析    蔡晓珊;张耀辉;

藏区太阳能照明壁柜砖系统的设计实现    肖伟;董志诚;刘存根;

WTO法律框架下的新能源补贴问题研究——以美国对华新能源产业“301调查”为视角    李婧舒;刘朋;

沉积电位对ZnO薄膜结构及光电性能的影响    孙兆奇;徐凯;杨蕾;石市委;张苗;宋学萍;

中德贸易与金融发展关系比较——考察质性与量性指标的实证分析    沈军;白钦先;

新能源产业发展如何摆脱“污染”困境    张晓华;

染料敏化太阳能电池的研究进展    孙旭辉;包塔娜;张凌云;张国华;王维广;

太阳能光伏发电的研究    刘宁;

能源技术创新:理论、实践与启示    王婷;郭丕斌;

反型聚合物太阳能电池的研究    李福民

Cu_2O、ZnO纳微结构薄膜的制备及其光电性能研究    赵文燕

中国新能源消费与经济增长关系的实证研究    郭四代

金属氧化物纳米管阵列的阳极氧化制备、表征及在能量储存与转化器件中的应用    谢科予

中国居民消费可持续发展研究    李军

一维单晶TiO_2纳米阵列的可控制备及其在太阳能电池中的应用研究    周正基

锡硫化合物薄膜的制备及其光电特性研究    程莉莉

石墨烯杂化材料在聚合物太阳能电池中的应用研究    郑巧

北京市能源消费与经济发展影响机理的节能策略研究    高小钧

中美新能源政策对比与合作研究    马凯

Rubrene/C_(60)太阳能电池的性能改善    吴冰

光伏发电系统的Z源变流器研究    廖锦涛

我国新能源上市公司盈利能力分析    杨茜

低碳经济视角下山西省新能源产业发展研究    王君

从钛铁矿直接制备钛酸锂的研究    王小娟

聚合物太阳能电池的结构设计与性能优化    黄卓寅

太阳能硅制备过程湿法提纯工艺的实验研究    徐敏

户用型并网光伏控制系统研究    陈金凤

各国光伏路线图与光伏发电的进展    杨金焕;邹乾林;谈蓓月;葛亮;陈中华;

太阳能电池及材料研究    梁宗存,沈辉,李戬洪

染料敏化太阳能电池的研究进展    赵俊锋;陈建华;

量子点太阳电池的探索    彭英才;傅广生;

太阳能光伏技术的研究与发展    薛钰芝,张力,林纪宁

英国和德国可再生能源制度比较分析    李瑞庆;赵筠筠;王艳;王磊;

不同化学微环境PbS超微粒的制备与光谱研究    李守田,邹炳锁,张岩,肖良质,李铁津,赵家龙,黄世华,虞家琪

德国可再生能源发展与促进措施    

TiO_2的溶胶-凝胶过程研究    李春燕,李懋强

叠层太阳能电池的研究与发展    郝春云,杨明辉,杨海涛,高玲

基于半导体量子点的量子计算的物理实现    吴银忠;

纳米硅薄膜中量子点的库仑阻塞效应    余明斌,王燕,刘满仓,马爱华

用量子阱中的量子点探测热红外光子    

Ge/Si(001)量子点组分的掠入射X射线反常衍射测量    何庆,贾全杰,姜晓明

量子点磁光材料的磁光效应增强机理研究    黄平

水相合成CdTe量子点标记亲和素前后光谱变化的研究    万异,林章碧,陈奇丹,张皓,杨柏,苏星光,金钦汉

量子点的输运特性研究    黄强;冯金福;解其云;

一种新型CdTe量子点关于测定铜离子的研究    闫玉禧;牟颖;金钦汉;

近紫外区CdS量子点的合成及表征    张毅;

不同功能化量子点与细胞的非特异性作用研究    王青;张鹏飞;羊小海;王柯敏;武春雷;

核/壳量子点与生物分子偶联机制及其荧光特征的量子力学分析    张黎黎;张灿邦;张宏伟;周凌云;

光控耦合双量子点之间的超快相位门    陈立波;L.J.Sham;EdoWaks;顾永建;

一种基于酵母细胞的硒化镉量子点的绿色合成方法    李勇;谢志雄;

基于量子点与荧光微球双色并发机制的单分子检测研究    杨坤;张春阳;

石墨烯量子点的合成及光谱特性研究    张立明;张智军;

石墨烯量子点的制备及其在生物成像领域的应用    朱守俊;张俊虎;刘学;唐诗佳;李波;杨柏;

激光与量子点和生物分子偶联结构的极化子或激子的相互作用机制的量子力学分析    张黎黎;张灿邦;张宏伟;周凌云;

半导体量子点的库仑荷电效应    王迅;

量子点与Hela的相互作用    董玥;尚欣;郝先;朱永春;王宏达;

近场激发下的量子点共振能量转移研究    苑光辉;明海;王沛;

单个电子可如“乒乓球”般在量子点间往返    张巍巍

科学实验发现:量子点不是点    刘霞

量子点与经典数据流可在光纤内同行    记者 刘霞

量子点全光开关有望让光互联取代电子互联    刘霞

美研究可高效阻断蛋白生成的量子点技术    冯卫东

美公司推出高性能量子点感光元件    冯卫东

我国量子点研究获新突破    刘牧洋

“量子点”荧光标记初露端倪    王全楚

中科院化学所成功制备量子点荧光微球    记者马艳红

美利用量子点提高光电转换率    记者  毛黎

Si表面Ge量子点的MBE外延生长及其结构表征    王科范

食管癌相关分子功能和纳米材料量子点新特性研究    董乔梅

几种纳米体系的制备表征和生物应用    苗雁鸣

Ⅲ-V族化合物半导体材料GaN外延膜和InAs量子点的制备及光学特性研究    杨景海

胰岛素受体亲合短肽的筛选、合成及量子点荧光标记的研究    王会堂

低维半导体材料(InGaN量子阱、InAs量子点)显微结构与光学性能关系研究    吕威

介观Kondo输运    房铁峰

微腔中多体系统的新奇量子相变及其调控    陈刚

核壳型量子点和功能化聚苯乙烯微球的制备、表征及在荧光标记上的应用    傅昕

Si衬底上低压MOCVD生长ZnS,ZnSe薄膜和ZnSe量子点    赵晓薇

合成水溶性量子点及其作为离子探针    任娟

水溶性量子点和磁性纳米粒子的制备    左超

声子腔中半导体双量子点量子比特的动力学    鞠文明

电子—声子相互作用对量子环输运性质的影响    龙宇

压力下应变GaN/Al_xGa_(1-x)N柱形量子点中杂质态结合能    张冬

水相合成量子点用于生物分子检测的研究    万异

CdSe/CdS量子点薄膜的制备及其光电性能    陈泽冠

新型水溶性CdTe量子点荧光探针的制备及其在肿瘤多药耐药研究中的应用    刘俊余

量子点与量子位构造    常加峰

GeSi量子点PL谱的研究    陈言午

 
关键词: 一维二氧化钛

[ 学术论文搜索 ]  [ 加入收藏 ]  [ 告诉好友 ]  [ 打印本文 ]  [ 违规举报 ]  [ 关闭窗口 ]

 
相关学术论文推荐
 
0条 [查看全部]  相关评论
 
推荐论文
智能推荐
 
网站首页 | 关于我们 | 联系方式 | 使用协议 | 版权隐私 | 排名推广 | 广告服务 | 积分换礼 | 网站留言