本文關鍵詞：硫化鉛膠體量子點太陽能電池的低溫制備及其性能研究

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【摘要】：采用溶液法制備的膠體量子點具有靈活可調的吸光波長和多激子效應,使其成為高效率、低成本太陽能電池研究領域的熱點。論文利用膠體溶液法合成出硫化鉛(PbS)量子點、磷化鎘(Cd3P2)量子點以及硫化銻(Sb2S3)膠體納米晶。通過溶液級和薄膜級表面修飾相結合的方式,利用旋轉涂膜法在低溫條件下制備了穩(wěn)定的膠體量子點太陽能電池。論文首先詳細研究了PbS膠體量子點、Cd3P2膠體量子點以及Sb2S3納米晶的可控制備,能夠通過改變反應溫度,前驅體比例以及反應時間等條件控制量子點的形貌與尺寸,TEM與XRD表征顯示合成出來的納米晶尺寸均一,分散性良好,為下一步制備太陽能電池器件打下了堅實的基礎。隨后我們在此基礎上利用低溫溶液法制備了Cd3P2/PbS量子結太陽能電池器件,重點討論了量子點尺寸以及銀摻雜對電池器件性能的影響,研究表明量子點尺寸對器件開路電壓有至關重要的影響;AgCl摻雜能夠顯著提高器件的短路電流,而AgNO3摻雜能夠顯著提高器件的開路電壓,最終電池效率為1.6%。最后,我們對基于PbS膠體量子點的太陽能電池進行了結構改進,嘗試構建了p-PbS/n-PbS同質結量子點太陽能電池以及低毒Sb2S3/PbS太陽能電池。詳細討論了膜厚、配體處理時間對p-PbS/n-PbS同質結器件性能的影響,研究表明它們影響耗盡層的寬度以及光吸收,進而影響器件的開路電壓與短路電流;配體處理會影響器件內部的載流子密度與缺陷態(tài)密度,最終效率為3.13%。針對Sb2S3納米材料成膜質量不佳的問題,我們在ITO上面首先制備一層致密ZnO納米晶薄膜,最終得到了1.9%效率的電池器件。
【關鍵詞】：膠體量子點 低溫 全溶液 太陽能電池 硫化鉛
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-21
• 1.1 太陽能電池研究現(xiàn)狀8-11
• 1.2 量子點太陽能電池研究背景11-14
• 1.3 量子點太陽能電池研究進展14-19
• 1.4 論文選題依據(jù)19-21
• 2 PbS等膠體納米晶的合成及其薄膜制備21-40
• 2.1 引言21
• 2.2 PbS膠體量子點合成與薄膜制備21-32
• 2.3 Cd_3P_2膠體量子點合成與薄膜制備32-35
• 2.4 Sb_2S_3膠體納米晶合成與薄膜制備35-38
• 2.5 本章小結38-40
• 3 PbS/Cd_3P_2膠體量子點薄膜太陽能電池40-51
• 3.1 引言40
• 3.2 PbS/Cd_3P_2異質結電池器件制備與表征40-42
• 3.3 量子點尺寸對器件性能的影響42-45
• 3.4 銀摻雜對器件性能的影響45-49
• 3.5 本章小結49-51
• 4 PbS膠體量子點太陽能電池材料開發(fā)與結構改進51-57
• 4.1 引言51-52
• 4.2 p-Pb S/n-PbS同質結電池器件制備與性能表征52-54
• 4.3 Sb_2S_3/PbS低毒電池器件制備與性能表征54-56
• 4.4 本章小結56-57
• 5 研究總結與展望57-60
• 5.1 研究內容總結57-58
• 5.2 研究內容展望58-60
• 致謝60-62
• 參考文獻62-69
• 附錄一 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文目錄69

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