硫化鉛是一種重要的半導(dǎo)體材料,因具有獨特的光電特性而在太陽能電池和紅外探測器等方面受到廣泛關(guān)注。在眾多硫化鉛的合成方法中,水熱/溶劑熱的合成方法具有很多獨特的優(yōu)勢,比如綠色環(huán)保、成本低。本文采用水熱/溶劑熱法,通過調(diào)整不同的反應(yīng)條件合成出了多種形貌的硫化鉛納米晶,并對產(chǎn)物的形貌演變機理和光學(xué)性能進行了表征和分析;采用一步水熱/溶劑熱法合成了硫化鉛薄膜,對產(chǎn)物的形貌進行了表征;采用FDTD（finite-difference-time-domain）法模擬了硫化鉛薄膜對硫化鉛基鈣鈦礦太陽能電池光學(xué)性能的影響。本文研究所得到的主要結(jié)論如下:（1）在水熱法中,合成了六足/八足枝晶,面心凹陷的立方形等。結(jié)果表明,在水熱法合成硫化鉛納米晶過程中,反應(yīng)前驅(qū)物摩爾比、反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度、L-半胱氨酸的添加量的改變能夠影響產(chǎn)物的形貌。對產(chǎn)物的光學(xué)性能測試發(fā)現(xiàn),硫化鉛納米晶的不同形貌能夠影響其光吸收強度。（2）采用溶劑熱法,以乙二胺作為反應(yīng)溶劑合成了“魔方”,八角枝晶等多種形貌的硫化鉛納米晶。通過產(chǎn)物的表征發(fā)現(xiàn),隨著反應(yīng)溫度的上升,合成的硫化鉛納米晶形貌在反應(yīng)溶劑分別為去離子水和乙二胺溶劑中呈現(xiàn)幾乎相反... 

【文章來源】：昌吉學(xué)院新疆維吾爾自治區(qū)

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１太陽能電池最高效率圖??Ｆｉｇｕｒｅ?１．１?Ｂｅｓｔ?ｒｅｓｅａｒｃｈ?ｃｅｌｌ?ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｉｅｓ??太陽能電池作為太陽能光伏系?

控制其結(jié)晶等優(yōu)點，并具有較高的轉(zhuǎn)換效率??和穩(wěn)定性，被最早應(yīng)用于太陽能電池的基礎(chǔ)材料［１３】。晶體硅太陽能電池的出現(xiàn)和發(fā)展為??人們將太陽能轉(zhuǎn)換為電能提供了一種新方法，對新能源領(lǐng)域的拓展具有重要的意義，在??現(xiàn)如今的太陽能光伏產(chǎn)業(yè)中占有重要的地位，然而隨著晶體硅太陽能電池的不斷發(fā)展，??其缺點也逐漸顯現(xiàn)了出來，晶體硅太陽能電池對各層的要求比較高，其制造工藝復(fù)雜，??而且近些年來硅材料的價格不斷增加，導(dǎo)致其成本過高，限制了其進一步的發(fā)展和應(yīng)用。??，ｒ?，ｒ??，？?＼?ｒ??圖１．３薄膜太陽能電池分類示意圖??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｉｎ?ｆｉｌｍ?ｓｏｌａｒ?ｃｅｌｌｓ??第二代溥膜太陽能電池使用半導(dǎo)體材料作為結(jié)構(gòu)的光吸收材料，相對硅太ｍ能電??池，所ｗ的村料較少，制造簡便而且生產(chǎn)成本相對較低，在薄膜太陽能電池的發(fā)展補隊??受到研宄條件的限制，其轉(zhuǎn)化效率較低，此后隨著薄膜材料制造工藝以及相關(guān)技術(shù)的不??斷發(fā)展，應(yīng)用多種半導(dǎo)體材料的薄膜太陽能電池的效率有所提升，薄膜電池的材料選収??大多有毒性，而且成本較高，其大規(guī)模的推廣因此受到限制。薄膜電池可以分為無機薄??膜太陽能電池和有機薄膜太陽能電池。??（１）無機薄膜太陽能電池??無機游膜太陽能電池主要有非晶硅薄膜太陽能電池和化合物太陽能電池。非晶硅太??陽能電池相比晶體硅太陽能電池生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)工藝相對簡便，更適合大批量生產(chǎn)，??此外，非晶硅太陽能電池的實用性能如穩(wěn)定性和光學(xué)性能較好ｍｉ�；衔锾柲茈姵厮�??使用的光吸收層材料如ＧａＡｓ、ＣｄＴｅ等，具有帶隙與太陽光譜的匹配程度更好，光吸??收性能較強等特點

?水熱／溶劑熱法低維硫化鉛納米晶的合成工藝及光學(xué)性能研宄???自身具有一定的柔韌性，使合成柔性太陽能電池的目標成為現(xiàn)實，也為柔性可穿戴設(shè)備??的持久續(xù)航提供解決方案（圖１．４）?Ｍｌ。??＾Ａ＇?ＵＦ??圖１．４硫化鉛基有機太陽能電池??Ｆｉｇｕｒｅ?１．４?Ｌｅａｄ?ｓｕｌｆｉｄｅ?ｂａｓｅｄ?ｏｒｇａｎｉｃ?ｓｏｌａｒ?ｃｅｌｌ??第三代太陽能電池以薄膜結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，但優(yōu)勢是轉(zhuǎn)換效率更高，薄膜材料選取范圍??更廣，采用多結(jié)設(shè)計的太陽能電池可以具有更加豐富的光電性能［１９］。第三代太陽能電池??在材料選取上兼具較高的光電轉(zhuǎn)換性能、更加的綠色環(huán)保，同時要求其制造成本更低以??降低太陽能發(fā)電的成本，進而推進太陽能發(fā)電的實用性。此外，選取具有更多特性材料??作為太陽能電池結(jié)構(gòu)設(shè)計基礎(chǔ)以獲取更多的功能，例如利用有機高分子材料的柔性，可??以制備出柔性太陽能電池等眾多種類新型太陽能電池。受目前的技術(shù)水平等影響，第三??代太陽能電池仍處于發(fā)展的早期階段，存在很多不足，比如成功制備的較大尺寸器件案??例較少，電池在較長使用時間中，其光電轉(zhuǎn)換效率以及穩(wěn)定性與前兩代特別是硅太陽能??電池相比仍有一定差距，還不能夠滿足目前的使用要求。第三代太陽能電池中各結(jié)構(gòu)層??的制備以及器件的制備依賴相關(guān)材料的制備工藝以及性能特性，相信隨著相關(guān)研宄的不??斷深入，第三代太陽能電池在不久的將來能夠在太陽能電池中占有重要地位。??有機無機鈣鈦礦材料電子／空穴遷移率較高，并具有帶隙可調(diào)，較寬的光吸收范圍等??特性，從而發(fā)展出第三代太陽能電池中具有代表性的鈣鈦礦太陽能電池［？２２］。鈣鈦礦太??陽能電池自出現(xiàn)以來其認證效率迅速提升，而受益于其優(yōu)良特性也

【參考文獻】：
期刊論文
[1]石墨烯量子點在儲能器件中的應(yīng)用[J]. 龔樂,楊蓉,劉瑞,陳利萍,燕映霖,馮祖飛.  化學(xué)進展. 2019(07)
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博士論文
[1]自下而上與自上而下法構(gòu)筑納米結(jié)構(gòu)及其物性研究[D]. 張淑東.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010



本文編號：3512908