本文選題：致密PbS量子點(diǎn)薄膜 + TiO_2納米棒陣列�。� 參考：《合肥工業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：硫化鉛(PbS)、錫硫化物作為重要的Ⅳ-Ⅵ族半導(dǎo)體材料,在太陽電池中得到廣泛的應(yīng)用。本文通過在旋涂輔助連續(xù)離子層吸附反應(yīng)(spin-coating-assisted SILAR)過程中使用乙二硫醇(EDT)和TiO_2納米棒陣列相結(jié)合,成功在TiO_2納米棒陣列上獲得了致密PbS量子點(diǎn)薄膜,組裝了結(jié)構(gòu)為FTO/致密PbS量子點(diǎn)薄膜敏化TiO_2納米棒陣列/spiro-OMeTAD/Au的新穎結(jié)構(gòu)的全固態(tài)量子點(diǎn)敏化太陽電池。采用spin-coating-assisted SILAR法制備PbS量子點(diǎn)薄膜敏化TiO_2納米棒陣列,組裝了相應(yīng)的固態(tài)太陽電池。對(duì)比了在spin-coating-assisted SILAR過程中使用EDT和不使用EDT對(duì)PbS量子點(diǎn)的沉積過程的影響,研究了旋涂循環(huán)次數(shù)對(duì)PbS量子點(diǎn)薄膜敏化TiO_2納米棒陣列的表面形貌、晶相及光學(xué)吸收和相應(yīng)的固態(tài)太陽電池光伏性能的影響;通過在spin-coating-assisted SILAR過程中使用EDT制備了不同Ti02納米棒陣列微結(jié)構(gòu)致密PbS量子點(diǎn)薄膜敏化TiO_2納米棒陣列,組裝了相應(yīng)的太陽電池。研究了不同TiO_2納米棒陣列微結(jié)構(gòu)對(duì)致密PbS量子點(diǎn)薄膜敏化TiO_2納米棒陣列的表面形貌、晶相及光學(xué)吸收和相應(yīng)的固態(tài)太陽電池光伏性能的影響。以鈦酸異丙酯為鈦源,水熱溫度為170℃,在TiO_2致密層上生長TiO_2納米棒陣列。研究了水熱時(shí)間對(duì)TiO_2納米棒陣列的形貌、晶相及光學(xué)吸收的影響;以SnCl_2·2H_2O、SnCl_4·5H_2O和硫脲的甲醇溶液為前驅(qū)體溶液,通過旋涂熱解法制備SnS和SnS_2薄膜。研究了熱解溫度對(duì)SnS和SnS_2薄膜的化學(xué)組成、晶相、光學(xué)性能和表面形貌的影響。結(jié)果表明在水熱溫度為170℃,水熱時(shí)間為105 min條件下制備的TiO_2納米棒陣列的長度、直徑和面密度分別為600 nm, 20 nm和500 μm-2。Spin-coating-assisted SILAR過程中使用EDT (旋涂循環(huán)次數(shù)為20次)獲得的PbS量子點(diǎn)緊緊的連接在一起形成了致密和全覆蓋的PbS量子點(diǎn)薄膜,PbS量子點(diǎn)的平均晶粒尺寸為7.8 nm,組裝的太陽電池達(dá)到了 4.10%的光電轉(zhuǎn)換效率。Spin-coating-assisted SILAR過程中不使用EDT所獲得PbS量子點(diǎn)薄膜不致密,旋涂循環(huán)次數(shù)為10次、20次和30次不使用EDT的PbS量子點(diǎn)的平均晶粒尺寸為10.9nm, 12.9nm和15.0nm,組裝的相應(yīng)的全固態(tài)太陽電池分別取得0.77%,0.54%及0.23%的光電轉(zhuǎn)換效率,說明EDT能夠控制PbS量子點(diǎn)晶粒尺寸,在結(jié)合TiO_2納米棒陣列的情況下可以獲得致密的PbS量子點(diǎn)薄膜,能夠全面提升相應(yīng)的量子點(diǎn)敏化太陽電池光伏性能;水熱溫度為170 ℃,水熱時(shí)間分別為75 min、100 min和120 min時(shí),納米棒的長度、直徑和面密度分別為 290nm,15nm 和 710μm-2、540nm, 20nm 和 530μm-2、1040 nm,24 nm 和 300 μm-2。陣列長度為 290 nm、540 nm 和 1040 nm 的 PbS 量子點(diǎn)的平均晶粒尺寸為7.8 nm,組裝的相應(yīng)的全固態(tài)致密PbS量子點(diǎn)薄膜敏化太陽電池分別取得2.02%、4.81%和1.95%的光電轉(zhuǎn)換效率。因此,對(duì)于組裝全固態(tài)量子點(diǎn)敏化太陽電池,綜合考慮空穴傳輸長度和量子點(diǎn)擔(dān)載量的平衡是獲得較高光電轉(zhuǎn)換效率的關(guān)鍵所在。SnS和SnS_2薄膜的最佳的制備條件為:熱解溫度和時(shí)間分別為320℃,10 min和260℃,2 min。熱解溫度為320℃時(shí)制備的SnS薄膜Sn/S原子比為1:0.99,具有良好的結(jié)晶度,薄膜呈現(xiàn)均勻的片狀結(jié)構(gòu)。熱解溫度為260℃時(shí)制備的SnS_2薄膜Sn/S原子比1:1.98,有良好的結(jié)晶度,薄膜呈現(xiàn)均勻多孔的結(jié)構(gòu)。
[Abstract]:紜寲閾，

本文編號(hào)：1805311