柔性CdSe量子点敏化太阳能电池

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:whg_2001
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本论文首先制备了CdSe量子点敏化太阳能电池,从性能影响因素入手对CdSe量子点电池进行了性能优化并获得高性能的CdSe量子点敏化太阳能电池;同时研究了CdSe量子点太阳能电池的稳定性机理,为性能稳定的太阳能电池制备提供了依据并指明了努力方向。制备了柔性银纳米线透明电极,为柔性太阳能电池的制备奠定了基础。论文取得的主要成果如下:  一、构筑了CdSe量子点敏化太阳能电池。从CdSe量子点太阳能电池的研究现状出发,通过对其性能影响因素如不同光阳极敏化有效面积及不同制备条件对电池性能的影响的研究,对CdSe量子点敏化太阳能电池的性能进行了优化。通过调控制备条件,采用简单的离子层连续吸附和反应的方法,综合优化之后,得到CdSe量子点敏化太阳能电池的开路电压Voc、短路电流Jsc、填充因子FF和转换效率η分别是0.60V、17.73mA/cm2、47.84%和5.12%。这是迄今为止CdSe敏化TiO2的最高转换效率之一。  二、深入研究了CdSe量子点敏化太阳能电池的失稳机制,制备得到了性能稳定的太阳能电池。成功构筑CdSe量子点敏化太阳能电池后,在电池老化测试中,发现了电池的性能递减现象。优化电池构筑方法之后,得到了稳定的电池。并通过I-V特性曲线分析和阻抗谱分析研究了太阳能电池稳定性问题。性能稳定电池的研制,将会为电池的产业化提供了前提。  三、合成银纳米线,制备了高长径比的银纳米线,并制备了高性能银纳米线透明导电薄膜。我们利用混合PVP作为生长导向剂,得到了比常用的单一PVP作为生长导向剂直径更小、长径比更高的银纳米线。一系列实验证实通过改变反应条件能调控所得银纳米线的长径比。采用简单的刮涂法制备了高性能的银纳米线透明导电薄膜,其透过率达90%以上,方块电阻达15Ω/sq以下。同时证实了一些物理化学后处理能够对薄膜的光电性能有更大的提升。  四、研究了银纳米线透明导电薄膜稳定性问题。我们首次针对银纳米线透明导电薄膜易被硫化的问题进行了深入研究。通过银纳米线在硫化氢气体中腐蚀不同阶段的形貌表征和光电性质测试,证实了银纳米线薄膜被硫化过程的形貌变化与其光电性质的变化相符。实验中我们发现银纳米线透明导电薄膜经过放置在空气中60天的测试,光电性能衰减明显。除了空气中硫化氢气体的硫化外,我们还证实银纳米线在有氧或者水蒸气环境中易于氧化及在化学溶液蒸汽中易于发生化学反应,这些都对其光电性能造成负面影响。为此我们首次提出了简单的溶液处理法,使得银纳米线透明导电薄膜诸多稳定性诸如时间稳定性、热稳定性、热老化稳定性、化学稳定性得到了显著提高。
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