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染料及量子点敏化太阳能电池纳米阵列光阳极研究

焦星剑  
【摘要】:以染料或者量子点作为敏化剂的纳米氧化物太阳能电池是一种新型的太阳能电池,具有广阔的应用前景。作为光阳极,纳米氧化物是敏化太阳能电池的关键组成部分,相比纳米颗粒,一维TiO_2纳米材料为电子的传输提供了直接的通道,从而提高电池的电荷收集效率。 本论文以一维TiO_2纳米材料为出发点,研究了纳米阵列薄膜的制备方法及其在染料和量子点敏化纳米氧化物太阳能电池中的应用。首先通过水热法制备了TiO_2纳米线阵列,在纳米线薄膜表面包覆一层MgO绝缘层,以抑制电子的复合,提高了电池的光电转换效率,并利用电化学阻抗谱研究了染料敏化太阳能电池中TiO_2纳米线阵列的电子传输行为。 TiO_2纳米管是另外一种重要的一维纳米材料,本论文通过阳极氧化法制备TiO_2纳米管阵列,研究了阳极氧化时间、电压和电解质浓度对TiO_2纳米管的形貌、尺寸的影响规律,并深入探讨了纳米管尺寸对染料敏化太阳能电池光阳极性能的影响。 另一方面,量子点作为一种新型的敏化材料,已经成为敏化太阳能电池的研究热点,目前关于量子点敏化一维材料的研究尚少。本论文通过化学浴沉积法合成了Ag2S无毒量子点,研究了不同制备条件对其组成成分、微观形貌和能级结构等的影响。并以Ag2S敏化的TiO_2纳米管为光阳极,对量子点敏化太阳能电池的光电性能进行了深入研究。


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