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聚合物太阳能电池材料,由于具有成本廉价、重量轻、柔韧性好,生产容易,有可能取代硅基太阳能电池而成为新一代的能源,但是聚合物太阳能电池的效率比较低,如何提高其效率成为人们研究的一个重要内容。
本文以微磁场对光电性能的影响为出发点,硫化镉(CdS)为无机半导体电子给体材料,蠕虫介孔碳(WMCs)和导电聚苯胺(PANI)替代富勒烯类,作为电子受体材料,来研究复合体的光电性能。在电子受体材料WMCs的介孔中填入四氧化钴(Co3O4)纳米粒子,利用电化学沉积法制备成Co3O4@WMCs—CdS磁性复合体;PANI与Fe3O4纳米粒子通过化学反应合成Fe3O4@PANI—CdS磁性复合体;I2与PANI作用生成I2@PANI,通过化学反应制备成I2@PANI—CdS复合体,研究复合体在光激发作用下,微磁场及其聚苯胺的电导性对激发电子及其光电性能的作用影响。
实验结果表明,微磁场的存在及其聚苯胺导电性的增强能够提高复合体的光电性能。磁滞曲线(M—B曲线)、红外光谱(IR)和X射线衍射(XRD)等测试表明Co3O4@WMCs—CdS、Fe3O4@PANI—CdS和12@PANI—CdS复合体成功制备。光电流—时间曲线、开路电压—时间曲线和循环伏安表明,Co3O4@WMCs—CdS的光电流强度是CdS的14倍,开路电压的稳定电压为380mv,是CdS的2.5倍,具有良好的光电流稳定性;Fe3O4@PANI—CdS光电流强度是CdS的6倍,开路电压的稳定电压为350mv,是CdS的2.3倍,具有较好的光电流稳定性;I2@PANI—CdS的光电流强度是PANI—CdS的1.5倍,开路稳定电压为290mv,是PANI—CdS的1.2倍,两者具有较好的光电流稳定性。这表明,微磁场的存在,能够有效提高复合物的激发光电流及其开路电压,对光电流的稳定性具有一定的影响;聚苯胺电导性的增强,对提高复合体的光电流有一定的作用,不显著,两者的开路电压相当,相差不大,但是聚苯胺的电导性仍然对复合体的光电性能具有重要的影响。