基于铜锡硫材料的双吸收太阳能电池的制备及光电转换性能研究

被引量 : 0次 | 上传用户:buzadi3
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
当今世界,面对日益严峻的能源问题,新能源的开发利用迫在眉睫。太阳能电池作为利用太阳能的重要器件必将有着广阔的应用前景。本论文中提出了一个新型的电池结构,即双吸收太阳能电池。这种结构的太阳能电池是在传统的光电化学电池的基础上,应用铜锡硫半导体材料替换贵金属铂作为对电极,从而形成了光阳极和光阴极都能吸收光的太阳能电池。作为一种新型的半导体材料,铜锡硫为直接带隙半导体,有着光吸收系数大,元素含量高,价格低廉,对环境友好等特点,必将有着广阔的应用前景。本论文致力于探索双吸收电池的制备、封装与电池性能测试与分析,探讨电池结果性质与工作机理。首先是双吸收太阳能电池电极的制备与表征。通过溶胶凝胶法在FTO衬底上制备铜锡硫薄膜,先用不同方法配置铜锡硫旋涂液,然后旋涂到导电玻璃上,经退火后可以用作太阳能电池的对电极。然后对其进行XRD、SEM与光谱性质的表征,发现不同的方法可以制备不同形貌的薄膜,以及多孔结构的铜锡硫薄膜可以增加光的传输路径,有效的吸收光,透射率较低,限光性能更好。然后用浸泡法和化学浴沉积分别制备染料敏化光阳极和量子点敏化光阳极,用来组装光电化学太阳能电池。然后是电池的封装与测试。用制备好的电极,分别封装好了铜锡硫对电极染料敏化电池和铂对电极染料敏化电池,并对其进行了光伏性能测试和电化学性能测试。光伏性能测试中,通过电流-电压输出曲线我们可以看出双吸收太阳电池的光电转换性能优于传统染料敏化电池,短路电流与填充因子均有所提高,这些都与加入了铜锡硫对电极密切相关。同样在量子效率测试中,通过分析IPCE曲线,可以得出双吸收太阳电池由于对电极也可以吸收光,并且可以通过再次反射散射入射光,很大程度上提高了光的利用率,从而使量子效率优于传统电池。电化学性能测试中,应用电化学阻抗谱对电池的内部结构与工作机理进行表征。为电池加一个交流扰动信号得到阻抗谱曲线,在图谱中可以得到电池不同结构的阻抗,以此来分析电荷在电池中的输运过程,并运用等效电路分析来探究电池各个界面的性质。通过分析提出铜锡硫对电极可以有效吸收光提高对电极的高能电子浓度,为电荷的转移提供更强的驱动力,进而使对电极与电解液界面的电荷转移电阻变小,并且可以进一步促进工作电极的电荷传输。然后进一步进行电极反应动力学的测试,通过分析塔菲尔曲线得出铜锡硫对电极可以降低电极反应的过电势,从而提高了对电极的催化性能,因此最终提高了电池的效率。
其他文献
<正>【影片简介】2009年5月,由许鞍华导演,任达华、张静初主演的影片《天水围的夜与雾》在香港上映。影片以轰动一时的香港天水围灭门惨案为蓝本,展现了一个香港男人和一位内
<正>乌龙茶已有200多年的历史,多年来的发展形成了其独特的制法和品质,传统乌龙茶加工工艺为中度摇青,做青历时超过10h,成茶外形色泽砂绿油润,香气浓郁,滋味醇厚甘爽,“绿叶
与发达国家相比,我国的老年人权益保障尚存在一些欠缺和不足,尤其是立法方面亟需完善。日本具有健全的老年人法律保障体系,为现有的社会福利制度提供了法律保障。考察日本老
<正>炫耀型渴望获得别人的肯定和认可。这从人们喜欢晒自己幸福的事、美的照片中更能体现出来。当然,每天发十几甚至几十条信息的人,或有较为严重的自恋倾向。拓展型在一个资
<正>促使俄罗斯对养老保障制度进行改革的最主要原因,与世界上其他发达国家一样主要源于人口危机。人口危机加重了每一个劳动者的养老负担,也使俄罗斯在养老保障方面的财政危
<正> 在参加第十届亚洲地区社会福利研讨会期间,笔者走访了日本的四十多个社会福利院、老人院、托老所、康复中心、娱乐中心和老年学校等社会福利设
<正>湖北宜昌自古产茶,属于我国茶树原产地的东部延伸地带,也是古代茶向东部演进的重要区域。宜昌茶文化博大精深、源远流长,其中,茶馆、茶楼、茶行、茶坊等已成为宜昌茶
在讲述室内环境及室内环境检测的概念的基础上,针对室内环境问题越来越严重的现状,就如何对室内环境检测进行规范化管理作了探析,并提出了改变室内环境检测的一些观点,以提高