先用水熱法合成ZnO顆粒,再用溶膠-凝膠法將ZnO顆粒制備成量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池光陽(yáng)極,并通過(guò)X射線衍射（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）、紫外-可見(jiàn)吸收光譜（UV-Vis）和光電流密度-電壓曲線分析不同厚度的六方纖鋅礦型ZnO光陽(yáng)極對(duì)量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池性能的影響.結(jié)果表明,增加量子點(diǎn)的吸附面積可使ZnO光陽(yáng)極的UV-Vis譜吸收帶邊紅移,進(jìn)而提升太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率. 

【文章來(lái)源】：吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版). 2020,58(04)北大核心

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ZnO空心球殼顆粒(A)和FTO/ZnO光陽(yáng)極(B)的XRD譜

ZnO空心球殼光陽(yáng)極及ZnO空心球殼顆粒的SEM照片如圖2所示. 由圖2(A)可見(jiàn), ZnO顆粒間存在空隙, 實(shí)現(xiàn)了光陽(yáng)極介孔結(jié)構(gòu), 為后續(xù)量子點(diǎn)的沉積提供了空間. 由圖2(B)可見(jiàn), ZnO空心球殼顆粒的直徑為2～3 μm, 整體結(jié)構(gòu)由較多ZnO小球組成, 每個(gè)ZnO小球?yàn)榭招? 在空心球的內(nèi)外均可附著量子點(diǎn), 這是由于在水熱及退火過(guò)程中, Zn前驅(qū)體自組裝成較多ZnO空心殼小球所致. 由圖2(C)可見(jiàn), 每個(gè)小球的直徑約為50 nm, 在高溫高壓下自組裝粒徑為2～3 μm的ZnO空心球殼顆粒, 通過(guò)溶膠-凝膠制成光陽(yáng)極后, 介孔結(jié)構(gòu)及ZnO空心殼小球排列方式可有效增加量子點(diǎn)的沉積量, 從而增加了敏化層, 提高了太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)化效率.ZnO空心半球殼的透射電子顯微鏡(TEM)照片如圖3所示, 其中: (A)為未沉積量子點(diǎn)的ZnO空心球殼顆粒; (B)和(C)為沉積了CdS/CdSe量子點(diǎn)敏化層的ZnO空心球殼. 由圖3(A)可見(jiàn), 球殼邊緣整齊, 中間顏色較淺, 表明組成空心球殼的ZnO小球?yàn)榭招? 由圖3(B)和(C)可見(jiàn), 沉積量子點(diǎn)后, 空心半球殼邊緣出現(xiàn)形貌不規(guī)則薄層, 表明CdS/CdSe量子點(diǎn)已沉積在ZnO空心球殼上.

ZnO光陽(yáng)極量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池的光電流密度-電壓曲線如圖6所示. 量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池的性能列于表1. 由表1可見(jiàn): 不同厚度的ZnO半球殼光陽(yáng)極對(duì)開(kāi)路電壓和填充系數(shù)(FF)影響較小, 但對(duì)短路電流密度影響較大; ZnO半球殼可有效提高量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池的短路電流密度(Jsc); ZnO-10 與ZnO-5相比, 太陽(yáng)能電池的短路電流密度提高了3.47 mA/cm2, 開(kāi)路電壓(Voc)提高了0.14 V, ZnO-10量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)2.94%. 因此, 對(duì)空心球殼顆粒及光陽(yáng)極形貌的構(gòu)造可提升量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池的性能.圖6 ZnO光陽(yáng)極量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]SOFC電解質(zhì)材料La0.8Sr0.2Ga0.8-xMg0.2CoxO3-δ的制備及性能[J]. 張國(guó)棟,王歡,王利行,常笑鵬,宋浩冉,駱澤陽(yáng),徐培,王德軍.  吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版). 2020(01)
[2]Nd摻雜對(duì)ZnO帶隙及染料敏化太陽(yáng)能電池光電性能的影響[J]. 張凌云,賈若琨,孫旭輝,張瑛潔,劉春光.  吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版). 2014(06)



本文編號(hào)：2967372