金属硫属化合物纳米材料的合成及其光伏性能研究

来源 :安徽大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xjl121121
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
太阳能电池作为一种永续的新型能源,具有无污染、储量大、能够直接利用等优点。在能源利用方面具有特殊的优势,尤其是将其应用于建筑物的屋顶,建造大规模的屋顶发电站,可以减少目前电力系统远距离输送所产生的能源损耗。然而,太阳能电池经过几十年的发展,由于生产成本高、转化效率不高等因素仍然没有大规模的应用。因此,寻找低成本、高转化效率的太阳能电池材料具有高度的实际意义,是世界各国科学家的研究重点。染料敏化太阳能电池以其较高的转化效率、简易的组装技术、低能耗和零污染等优点引起了广泛的关注。金属硫属化合物纳米材料以其独特的成键特点和特殊结构,在电学、光学、磁学等学科表现出优异的性能,成为近年来纳米材料科学领域的热点。其中,SnS,SnS2等锡硫化合物是重要的中间带半导体材料,也是重要的纳米催化剂材料。相关研究表明纳米结构的锡硫化合物材料有望在锂离子电池、光电子元器件、催化剂、光伏发电等领域有着广泛的应用。同时,金属硫化物与石墨烯(RGO)的复合被认为是提高材料催化及电学性能的重要手段。对于SnSx纳米材料及其与RGO的复合材料的研究目前已取得了很大的进展,但在一些方面(比如石墨烯的团聚问题、催化剂的催化效果、复合材料微观形貌的控制等)仍然存在着很多挑战。基于此,本文以SnSx纳米材料及其与RGO的复合材料为研究对象,并探究了其作为染料敏化太阳能对电极材料的性能。本论文分为五章。第一章首先分析了SnSx的结构特点,电学、光学性质,及其在新能源领域的应用。然后介绍了光伏材料方面的最新研究进展,尤其是染料敏化太阳能对电极材料的最新进展。第二章主要介绍了通过溶剂热法合成了具有(001)晶面取向生长的SnS2纳米材料。通过调节混合溶剂的比例,SnS2的(001)晶面表现出一定的择优取向,I-V特性及电化学性能测试表明沿(001)晶面取向生长的SnS2,相应的电池表现出较高的光电转换效率和较好的电化学性能。第三章主要研究了SnS2和RGO复合材料的溶剂热合成并探究其I-V特性及电化学性能。结果表明,在SnS2与RGO协同作用下,复合材料的性能相对于单独的SnS2或RGO都有显著的提高。第四章主要探究了溶剂热法合成的SnS2与RGO原料进行简易物理混合后用作染料敏化太阳能对电极材料时性能。初步探索了SnS2与RGO的物理协同机制。研究发现,在混合6%质量分数的RGO时,SnS2/RGO电极表现出较高的光电转换效率和较好的电化学性能。第五章主要探索了对电极制备的后续退火过程对材料相变的影响。利用后续退火将结晶度差的SnS2转变为结晶度较好的SnS纳米材料,同时研究了其与RGO的复合过程。I-V特性及电化学性能测试表明,与结晶度较差的SnS2及其与RGO复合材料相比,经退火相变之后的SnS及其与RGO复合材料均表现出更高的效率和更好的性能。
其他文献
期刊
水环境在住宅小区中占有重要地位,是生态小区建设的灵魂,是我国厉行节约的战略之一,是实现水资源的可持续发展、改善住宅小区生态环境的重要环节。开展生态小区水环境研究的目的
水泥与水泥基材料是当今最大宗的人造材料,但水泥砂浆与混凝土中存在抗拉强度低、干缩率大、变形能力低、脆性大和抗冲击性差等缺点,因此水泥基材料需要高性能化。复合化是其高
品格教育是德育教育中的重要组成部分,有效的品格教育对学生健康的成长以及综合素质水平的提高都起着非常重要的作用,所以,教师要做好品格教育内容的研究工作,从不同的品格教
本试验以水土流失最为严重的黄土高原第Ⅰ副区的米脂县为例,通过野外考察、定点试验和室内分析,研究了该区退耕坡地人工植被恢复过程中不同植被覆盖条件下土壤有机质、氮的分