為應(yīng)對日益嚴重的能源危機以及環(huán)境污染,太陽能作為最具潛力的清潔能源引起了人們廣泛的關(guān)注。太陽能電池作為太陽能與電能之間最為直接的轉(zhuǎn)換工具,可以有效地降低能量中間轉(zhuǎn)換過程中所帶來的損失。因此,如何制備高效率低成本的太陽能電池成為了過去幾十年的研究熱點。Ti02納米管(TNTAs)由于比表面積大、光電性能良好以及制作成本低廉的特點,使其在光伏半導(dǎo)體材料領(lǐng)域具有強大的應(yīng)用潛力。但是,Ti02納米管較寬的帶隙能導(dǎo)致其僅能利用太陽光中的紫外光,因此,采用窄帶隙能材料對其進行敏化改性成為人們研究的重點。本論文采用陽極氧化法以鈦片為基底制備了 Ti02納米管,采用一步水相法合成水溶性CdTe:Cu2+量子點、CdTe:Eu3+量子點以及PbS量子點,采用溶劑蒸發(fā)法合成了 CH3NH3PbI3(MAPI)以及PbS-MAPI異質(zhì)結(jié)。在此基礎(chǔ)上利用不同的敏化方法將合成的光敏劑沉積到Ti02納米管上。通過X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、紫外吸收光譜(UV-vis)、熒光發(fā)射光譜(PL)、電化學(xué)工作站等方法對制備的量子點、鈣鈦礦材料以及光電陽極進行表征分析,得到結(jié)論如下:...

【文章頁數(shù)】：136 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號說明
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 太陽能電池簡介
        1.2.1 太陽能電池的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 太陽能電池的分類
        1.2.3 太陽能電池性能的表征參數(shù)
    1.3 量子點敏化太陽能電池簡介
        1.3.1 量子點的特性
        1.3.2 量子點的制備方法
        1.3.3 量子點敏化太陽能電池的制備方法
        1.3.4 量子點敏化太陽能電池的主要結(jié)構(gòu)和工作原理
        1.3.5 量子點敏化太陽能電池的研究現(xiàn)狀
        1.3.6 量子點敏化太陽能電池效率的優(yōu)化方法
    1.4 鈣鈦礦敏化太陽能電池簡介
        1.4.1 鈣鈦礦的簡介
        1.4.2 鈣鈦礦的制備方法
        1.4.3 鈣鈦礦太陽能電池的組成及工作原理
        1.4.4 鈣鈦礦太陽能電池的研究現(xiàn)狀
    1.5 TiO₂納米管簡介
        1.5.1 TiO₂納米管的結(jié)構(gòu)和性能
        1.5.2 TiO₂納米管的制備方法
        1.5.3 TiO₂納米管的應(yīng)用
        1.5.4 TiO₂納米管的改性
    1.6 論文的選題思想和主要研究內(nèi)容
    1.7 課題來源
第二章 實驗部分
    2.1 試劑和儀器
        2.1.1 實驗試劑
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 太陽能電池的三電極系統(tǒng)的組裝
    2.3 樣品表征及測試分析
        2.3.1 晶體結(jié)構(gòu)表征
        2.3.2 形貌及晶格分析
        2.3.3 元素組成分析
        2.3.4 光學(xué)性能分析
        2.3.5 熒光量子產(chǎn)率的測定
        2.3.6 太陽能電池光電性能測試
第三章 CdTe:Cu²⁺量子點的可控合成及CdTe:Cu²⁺/TiO₂光陽極的光電應(yīng)用
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 CdTe:Cu²⁺量子點的制備
        3.2.2 TiO₂納米管的制備
        3.2.3 CdTe:Cu²⁺量子點一步合成法敏化TiO₂納米管光陽極的制備
        3.2.4 CdTe:Cu²⁺量子點直接吸附法敏化TiO₂納米管光陽極的制備
    3.3 CdTe:Cu²⁺量子點的表征
        3.3.1 CdTe:Cu²⁺量子點的結(jié)構(gòu)分析
        3.3.2 CdTe:Cu²⁺量子點的形貌及組成分析
        3.3.3 CdTe:Cu²⁺量子點的光譜分析
        3.3.4 回流時間對對CdTe:Cu²⁺量子點光學(xué)性能的影響
        3.3.5 Cu²⁺摻雜量對CdTe:Cu²⁺量子點光學(xué)性能的影響
        3.3.6 反應(yīng)體系回流溫度對CdTe:Cu²⁺量子點光學(xué)性能的影響
        3.3.7 反應(yīng)體系初始pH對CdTe:Cu²⁺量子點光學(xué)性能的影響
    3.4 直接吸附法制備CdTe:Cu²⁺量子點敏化TiO₂納米管光陽極的表征
        3.4.1 CdTe:Cu²⁺量子點敏化TiO₂納米管的結(jié)構(gòu)分析
        3.4.2 CdTe:Cu²⁺量子點敏化TiO₂納米管的形貌及組成分析
        3.4.3 CdTe:Cu²⁺量子點敏化TiO₂納米管的光學(xué)性能分析
        3.4.4 Cu²⁺摻雜量對CdTe:Cu²⁺量子點敏化TiO₂納米管光陽極組裝的太陽能電池光電性能的影響
        3.4.5 敏化溫度對CdTe:Cu²⁺量子點敏化TiO₂納米管光陽極組裝的太陽能電池光電性能的影響
        3.4.6 敏化時間對CdTe:Cu²⁺量子點敏化TiO₂納米管光陽極組裝的太陽能電池光電性能的影響
        3.4.7 沉積次數(shù)對CdTe:Cu²⁺量子點敏化TiO₂納米管光陽極組裝的太陽能電池光電性能的影響
    3.5 一步合成法制備CdTe:Cu²⁺量子點敏化TiO₂納米管光陽極的表征
        3.5.1 CdTe:Cu²⁺量子點敏化TiO₂納米管的結(jié)構(gòu)分析
        3.5.2 CdTe:Cu²⁺量子點敏化TiO₂納米管的形貌及組成分析
        3.5.3 不同敏化時間對于CdTe:Cu²⁺量子點敏化TiO₂納米管光陽極的影響
        3.5.4 CdTe:Cu²⁺量子點敏化TiO₂光陽極組裝的太陽能電池光電性能表征
    3.6 本章小結(jié)
第四章 一步合成法制備量子點敏化TiO₂納米管光陽極的光電應(yīng)用
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 CdTe:Eu³⁺量子點的制備
        4.2.2 PbS量子點的制備
        4.2.3 TiO₂納米管的制備
        4.2.4 CdTe:Eu³⁺量子點敏化TiO₂納米管光陽極的制備
        4.2.5 PbS量子點敏化TiO₂納米棒光陽極的制備
    4.3 一步合成法制備CdTe:Eu³⁺量子點點敏化TiO₂納米管光陽極的表征
        4.3.1 CdTe:Eu³⁺量子點的結(jié)構(gòu)與組成分析
        4.3.2 CdTe:Eu³⁺量子點的光學(xué)性能分析
        4.3.3 CdTe:Eu³⁺量子點敏化TiO₂納米管的結(jié)構(gòu)分析
        4.3.4 CdTe:Eu³⁺量子點敏化TiO₂納米管的形貌及組成分析
        4.3.5 CdTe:Eu³⁺量子點敏化TiO₂納米管光陽極組裝的太陽能電池的光電性能表征
    4.4 一步合成法制備PbS量子點點敏化TiO₂納米管光陽極的表征
        4.4.1 PbS量子點的結(jié)構(gòu)分析
        4.4.2 PbS量子點敏化TiO₂納米管的結(jié)構(gòu)分析
        4.4.3 PbS量子點敏化TiO₂納米管的形貌及組成分析
        4.4.4 PbS量子點敏化TiO₂納米管光陽極組裝的太陽能電池的光電性能表征
    4.5 本章小結(jié)
第五章 MAPI的合成及MAPI/TiO₂光陽極的光電應(yīng)用
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 MAPI的制備
        5.2.2 TiO₂納米管的制備
        5.2.3 MAPI/TiO₂納米管光陽極的制備
    5.3 溶劑蒸發(fā)法制備MAPI/TiO₂光陽極的表征
        5.3.1 MAPI的結(jié)構(gòu)分析
        5.3.2 MAPI/TiO₂納米管的結(jié)構(gòu)及組成分析
        5.3.3 MAPI/TiO₂納米管的形貌分析
        5.3.4 MAPI/TiO₂納米管的光學(xué)性能分析
        5.3.5 MAPI/TiO₂納米管光陽極組裝的太陽能電池的光電性能分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 PbS-MAPI異質(zhì)結(jié)的合成及PbS-MAPI/TiO₂光陽極組裝的太陽能電池光電性能的影響
    6.1 引言
    6.2 實驗部分
        6.2.1 PbS-MAPI異質(zhì)結(jié)的制備
        6.2.2 TiO₂納米管的制備
        6.2.3 PbS-MAPI/TiO₂光陽極的制備
    6.3 溶劑蒸發(fā)法制備PbS-MAPI/TiO₂光陽極的表征
        6.3.1 PbS-MAPI異質(zhì)結(jié)與PbS-MAPI/TiO₂納米管的結(jié)構(gòu)分析
        6.3.2 PbS-MAPI異質(zhì)結(jié)與PbS-MAPI/TiO₂納米管的形貌與組成分析
        6.3.3 PbS-MAPI/TiO₂納米管的光學(xué)性能分析
        6.3.4 PbS-MAPI/TiO₂光陽極組裝的太陽能電池的光電性能分析
    6.4 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀博士期間取得的學(xué)術(shù)成果



本文編號：3785194