量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池（QDSSCs）因具有理論效率高、制備工藝簡(jiǎn)單且價(jià)格低廉等優(yōu)勢(shì)而備受關(guān)注。QDSSCs主要由光陽(yáng)極、電解液和對(duì)電極組成,形成“三明治”結(jié)構(gòu)。對(duì)電極是QDSSCs的重要組成部分,起著電荷傳輸以及催化還原電解液的關(guān)鍵作用。對(duì)電極與電解液界面的氧化還原反應(yīng),實(shí)質(zhì)上是電荷在電極/電解液界面的轉(zhuǎn)移。本論文以QDSSCs對(duì)電極材料為研究對(duì)象,研究其對(duì)電荷收集及電極/電解液界面電荷轉(zhuǎn)移過程的促進(jìn)機(jī)理。本文首先以CH₄N₂S為氮硫源,采用水熱法制備氮硫共摻雜石墨烯對(duì)電極,結(jié)合XRD、SEM、XPS及電化學(xué)分析,探究摻雜量及水熱溫度對(duì)石墨烯電化學(xué)性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明:氮硫共摻雜有助于形成3D網(wǎng)狀片層結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)能有效增強(qiáng)對(duì)電極在電解液中的浸潤(rùn)性;氮、硫原子嵌入片層結(jié)構(gòu)中使石墨烯表面電子自旋態(tài)和電荷密度不對(duì)稱,提高了對(duì)電極對(duì)S_n^2-的還原活性。進(jìn)一步探究水熱溫度對(duì)石墨烯電化學(xué)性能影響發(fā)現(xiàn):當(dāng)水熱溫度為200℃時(shí),氮硫共摻雜石墨烯在兼具3D網(wǎng)狀片層結(jié)構(gòu)的同時(shí),擁有較大的比表面積,能夠?yàn)榇呋�原反應(yīng)... 

【文章來源】：西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：82 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

太陽(yáng)能電池的分類

第一章 緒論化劑一般需要具備：能帶結(jié)構(gòu)與納米半導(dǎo)體能帶結(jié)構(gòu)相匹光；能吸附在半導(dǎo)體薄膜表面；具有良好的穩(wěn)定性等特點(diǎn)敏化劑主要包括 CdS、CdSe、CdTe 等。要通過氧化還原反應(yīng)，傳遞累積在 QDs 價(jià)帶上的空穴，生復(fù)合。因此，要求電解液對(duì) QDs 的還原速率大于 QDs。目前 QDSSCs 常用電解液為 S2-/Sn2-多硫電解液。CE）在整個(gè)體系中，起著非常重要的作用。一方面，CE方面，需要將電子轉(zhuǎn)移至氧化態(tài)電解液，對(duì)電解液具有還原再生。因此理想 CE 應(yīng)具有良好的導(dǎo)電性及催化活性生；同時(shí)，CE 在電解液中應(yīng)表現(xiàn)出良好的化學(xué)穩(wěn)定性、后，CE 還需具備低廉的制作成本。

n吸附 S，使對(duì)電極發(fā)生鈍化，造成催化活性進(jìn)一步降低[6]。1.4.2 金屬硫化物對(duì)電極相比貴金屬電極，金屬硫化物如 PbS、CuS、Cu2S、NiS 和 CoS 等，因具有子結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì)，對(duì) S2-/Sn2-電解液表現(xiàn)出良好的電化學(xué)活性而被廣。Yang 等[8]采用化學(xué)浴沉積法制備 CoS 對(duì)電極的 QDSSCs 效率可達(dá) 3.4%。通過物理射頻濺射法制備了結(jié)構(gòu)致密的 CuS 納米片，圖 1.3（b）所示，對(duì) 液表現(xiàn)出良好的催化性，電池效率高達(dá) 3.83％，比 Pt 電極提高了 95％。隨h 等[10]通過化學(xué)浴制備了 CuS/泡沫鎳對(duì)電極獲得 4.93％的轉(zhuǎn)換效率。由此極的材料體系、制備工藝的差異對(duì)電池的性能具有重要影響。通常，將稀鹽去 Zn 的黃銅箔片浸泡置 S2-/Sn2-電解液中制備 Cu2S 對(duì)電極，因該制備方法E 電化學(xué)性能優(yōu)良被 QDSSCs 研究者廣泛采用。然而通過該方法制備的 C表面未經(jīng)鈍化處理，導(dǎo)致測(cè)試過程中銅箔中的 Cu 與電解液持續(xù)反應(yīng)，發(fā)生脫 1.3（a）所示，使得 Cu2S 對(duì)電極表現(xiàn)出較差的化學(xué)穩(wěn)定性及機(jī)械性能[11]。


本文編號(hào)：2927247