一维壳核式复合半导体杂化敏化太阳能电池的研究
一维壳核式复合半导体杂化敏化太阳能电池的研究【摘要】:窄禁带无机半导体纳米晶以其优异的光吸收性能及化学稳定性成为太阳能电池中替代传统染料的新一代光敏剂,结合了无机半导体材料高载流子
【学位授予单位】:北京化工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:O611.2;TM914.4
【目录】:
- 摘要6-9
- ABSTRACT9-20
- 第一章 绪论20-38
- 1.1 太阳能电池的研究背景20
- 1.2 表征太阳能电池性能的特征参数20-22
- 1.2.1 短路电流21-22
- 1.2.2 开路电压22
- 1.2.3 填充因子22
- 1.3 太阳能电池的发展与分类22-35
- 1.3.1 硅基太阳能电池23
- 1.3.2 无机薄膜太阳能电池23-24
- 1.3.3 有机太阳能电池24-35
- 1.3.3.1 染料敏化太阳能电池的研究进展24-27
- 1.3.3.2 聚合物太阳能电池的研究进展27-29
- 1.3.3.3 有机/无机杂化太阳能电池的研究进展29-35
- 1.4 对太阳能电池发展的展望35
- 1.5 本论文研究的目的和内容35-38
- 1.5.1 研究目的35-36
- 1.5.2 研究内容36-38
- 第二章 一维ZnO纳米棒及纳米管阵列的电化学制备及其光电性能研究38-56
- 2.1 引言38
- 2.2 实验部分38-44
- 2.2.1 实验用试剂及仪器38-40
- 2.2.2 实验步骤40-43
- 2.2.2.1 ZnO纳米棒阵列的电化学沉积40-42
- 2.2.2.2 ZnO纳米管阵列的电化学腐蚀42-43
- 2.2.3 表征与性能测试43-44
- 2.3 结果与讨论44-55
- 2.3.1 沉积条件对ZnO纳米棒阵列形貌及光电性能的影响44-50
- 2.3.1.1 PEG-400加入量对ZnO种子层及纳米棒阵列形貌的影响45-47
- 2.3.1.2 EDA加入量对ZnO纳米棒阵列形貌的影响47-49
- 2.3.1.3 PEG-400与EDA对ZnO纳米棒阵列膜电极光电性能的影响49-50
- 2.3.1.4 ZnO纳米棒阵列优化制备工艺及阵列形貌50
- 2.3.2 电化学腐蚀条件对ZnO纳米管阵列形貌的影响50-52
- 2.3.3 ZnO纳米棒和纳米管阵列膜的对比研究52-55
- 2.3.3.1 XRD测试结果对比52-53
- 2.3.3.2 瞬态光电流对比53-54
- 2.3.3.3 染料敏化太阳能电池光伏性能对比54-55
- 2.4 结论55-56
- 第三章 一维壳核式CdS/ZnO纳米阵列的电化学制备及其光电性能研究56-76
- 3.1 引言56
- 3.2 实验部分56-61
- 3.2.1 实验用试剂及仪器57-58
- 3.2.2 实验步骤58-60
- 3.2.2.1 CdS的电化学沉积机理简述59
- 3.2.2.2 一维壳核式CdS/ZnO纳米阵列结构的制备59-60
- 3.2.3 表征与性能测试60-61
- 3.3 结果与讨论61-73
- 3.3.1 循环伏安法确定CdS电沉积条件61-62
- 3.3.2 CdS在ZnO纳米棒及纳米管阵列上的电沉积曲线62-63
- 3.3.3 电沉积时间对一维壳核式ZnO/CdS纳米棒阵列形貌的影响63-65
- 3.3.4 电沉积时间对一维壳核式ZnO/CdS纳米管阵列形貌的影响65-68
- 3.3.5 一维壳核式ZnO/CdS纳米管阵列的光吸收性能68-69
- 3.3.6 一维壳核式ZnO/CdS纳米棒及纳米管阵列的光电性能研究69-72
- 3.3.7 一维壳核式ZnO/CdS纳米阵列中的电荷传输机理72-73
- 3.4 结论73-76
- 第四章 基于一维壳核式复合半导体杂化敏化太阳能电池的研究76-102
- 4.1 引言76-77
- 4.2 实验部分77-82
- 4.2.1 实验用试剂及仪器77-78
- 4.2.2 实验步骤78-81
- 4.2.2.1 一维壳核式P3HT/CdS/ZnO纳米阵列的制备及其太阳能电池的组装78-80
- 4.2.2.2 基于CdS_xSe_(1-x)与CdSe/CdS的一维壳核式纳米结构太阳能电池的组装80-81
- 4.2.3 表征与性能测试81-82
- 4.3 结果与讨论82-99
- 4.3.1 基于一维壳核式P3HT/CdS/ZnO纳米阵列杂化敏化太阳能电池的研究82-92
- 4.3.1.1 一维壳核式P3HT/CdS/ZnO纳米阵列的表征82-84
- 4.3.1.2 一维壳核式P3HT/CdS/ZnO纳米阵列的光吸收性能84-85
- 4.3.1.3 一维壳核式P3HT/CdS/ZnO纳米阵列的光电性能研究85-88
- 4.3.1.4 P3HT及CdS在一维壳核式P3HT/ZnO纳米阵列结构中的作用88-91
- 4.3.1.5 一维壳核式P3HT/CdS/ZnO纳米阵列的工作机理探讨91-92
- 4.3.2 对新型复合半导体杂化共敏化太阳能电池光敏层的改进92-99
- 4.3.2.1 不同窄禁带半导体敏化ZnO纳米管阵列的表征92-93
- 4.3.2.2 不同窄禁带半导体敏化ZnO纳米管阵列的光吸收性能93-94
- 4.3.2.3 基于不同窄禁带半导体敏化ZnO纳米管阵列的太阳能电池研究94-96
- 4.3.2.4 一维壳核式P3HT/CdS_xSe_(1-x)/ZnO纳米阵列杂化敏化太阳能电池研究96-99
- 4.3.3 对一维壳核式复合半导体杂化共敏化太阳能电池的展望99
- 4.4 结论99-102
- 第五章 结论102-106
- 参考文献106-116
- 致谢116-118
- 研究成果及发表的学术论文118-120
- 作者简介120-122
- 导师简介122-124
- 博士研究生学位论文答辩委员会决议书124-125
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