量子点敏化太阳能电池：制备及光电转换性能的改进

【摘要】：太阳能的开发利用对解决能源危机和发展低碳经济都具有极其重要的意义。其中,新一代太阳能电池——量子点敏化太阳能电池由于具备高理论转换效率和低生产成本,引起了科学界的广泛关注。但迄今为止,量子点敏化太阳能电池的光电转换效率仍然远低于传统太阳能电池。本文从材料角度出发,考虑材料本身缺陷、能级匹配及制备工艺对太阳能电池性能的影响,设计了硫化镉(CdS)和氧化锌(ZnO)纳米异质结构作为光电转换材料,采用化学浴沉积和水热法合成技术,可控合成了硫化镉量子点及氧化锌纳米线阵列,并确定了最优工艺参数。通过研究退火处理对CdS/ZnO量子点敏化太阳能电池转换效率的影响,我们发现退火温度和CdS量子点的层数对最终太阳能电池的性能有决定性的影响。经过退火处理后的太阳能电池的光电转换效率有了显著提升,可以归因于材料对太阳光吸收能力的增强、本身缺陷的减少以及CdS/ZnO之间扩散层的形成。通过化学浴沉积和退火处理的结合使用,在ZnO表面获得了两种不同粒径的CdS量子点。两种CdS颗粒形成I型半导体后产生的共敏化作用使得电池性能有显著的提升。此研究证实,量子点的合理搭配可以有效提升量子点敏化太阳能电池的性能。通过水热反应,制备了由CdS量子点堆积而成的三维多孔薄膜。利用此多孔薄膜作电池光阳极材料可以形成自敏化太阳能电池并实现光电有效转换。采用电沉积技术,可以在CdS多孔膜上沉积CdSe量子点,并形成由CdSe/CdS组成的共自敏化结构,使太阳能电池的性能得到进一步提升。

【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TM914.4

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1	武小虎;InGaN多结太阳能电池仿真研究[D];西安电子科技大学;2012年

	【参考文献】
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1	姚庆阳;纤锌矿GaN和AlGaN体材料输运特性的解析模型及其应用研究[D];西安电子科技大学;2011年
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5	王参;于哲勋;李冬梅;罗艳红;孟庆波;;准固态电解质在量子点敏化太阳能电池中的应用[A];中国化学会第28届学术年会第4分会场摘要集[C];2012年
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9	孟昭渊;;太阳能电池应用[A];江苏省能源研究会成立二十周年纪念暨第十届学术年会热电专委会第十二届年会暨学术报告会论文集[C];2004年
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1	杨东;光纤也能变身太阳能电池[N];中国煤炭报;2009年
2	黄女瑛 DigiTimes;太阳能厂跨洋吸金几家欢乐几家愁[N];电子资讯时报;2007年
3	记者　郭云飞通讯员　张世平;太阳能电池级多晶硅光伏项目落户益阳[N];湖南日报;2006年
4	詹铃;涉足太阳能光伏产业公司一览[N];21世纪经济报道;2006年
5	杨先碧;依靠太阳能的家庭[N];学习时报;2007年
6	天同证券张锐;G风帆太阳能电池新贵[N];证券时报;2006年
7	本报记者翁海华;PE“新锐”王刚：太阳能行业的坚定支持派[N];21世纪经济报道;2007年
8	记者张国伟;行者集团利用太阳能获新突破[N];中国贸易报;2008年
9	无暇;太阳能电池面临出口为主的尴尬[N];中国经济导报;2008年
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1	宋鑫;量子点敏化太阳能电池：制备及光电转换性能的改进[D];天津大学;2010年
2	朱光;敏化太阳能电池光阳极和对电极的制备与研究[D];华东师范大学;2012年
3	李玲;改性纳米TiO_2及硫电解液用于敏化太阳能电池的研究[D];大连理工大学;2011年
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6	李福民;反型聚合物太阳能电池的研究[D];吉林大学;2011年
7	李国龙;聚合物太阳能电池中光吸收增强效应的研究[D];浙江大学;2012年
8	宋明辉;聚光多结太阳能电池的设计、制备及可靠性研究[D];华中科技大学;2012年
9	陶晨;反型体异质结聚合物太阳能电池的研究[D];吉林大学;2010年
10	薛丽丽;有机/聚合物太阳能电池：活性层结构、形貌及光伏性能[D];吉林大学;2010年

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