TiO2纳米棒阵列钙钛矿太阳电池的制备与研究

来源 :河北科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hongxing35
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
窄禁带半导体Sb2S3因其合适的光学带隙,较高的吸光系数,廉价的制造成本而引起科研学者的广泛关注。为降低电荷复合率,提高太阳电池的能量转换效率,本文在TiO2纳米棒阵列为电子传输层的基础上,将窄禁带半导体Sb2S3纳米粒子引入到杂化太阳电池(有机无机杂化太阳电池和钙钛矿太阳电池)作为光活性材料,通过优化电池各内部结构,改进杂化太阳电池性能。
  1)将P3HT与Spiro-OMeTAD共混后的混合物作为光活性层和空穴传输层,将其旋涂在由不同锑源和硫源比例(Sb/S)通过化学浴沉积的带的Sb2S3纳米粒子敏化的TiO2纳米棒(TiO2/Sb2S3)复合膜上,制备成杂化太阳电池。紫外-可见光吸收结果表明沉积上Sb2S3后明显增加了光吸收范围,J-V测试结果表明当空穴材料为P3HT与Spiro-OMeTAD的共混物(比例为15mg/mL),且Sb/S=1/1时制备的结构为FTO/TiO2/Sb2S3(1/1)/P3HT∶Spiro-OMeTAD(15mg/mL)/Ag的杂化太阳电池可获得4.57%的最佳能量转换效率。电化学阻抗和稳态荧光光谱也证实了该条件下电池的界面复合率低,电子寿命长。
  2)将Sb2S3纳米粒子引入基于TiO2纳米棒复合膜钙钛矿太阳电池中,紫外-可见光吸收结果表明Sb2S3明显提高了电池的吸光能力,但J-V测试和能级位置分析发现Sb2S3置于钙钛矿材料前带来的较高的能级势垒对提高钙钛矿太阳电池效率弊大于利。
  3)通过超声分散法将溶剂热法得到的Sb2S3纳米球引入P3HT中以制备Sb2S3∶P3HT微异质结构,对比不同比例的Sb2S3∶P3HT微异质结构对TiO2纳米棒阵列钙钛矿太阳电池性能的影响。紫外-可见光吸收光谱发现Sb2S3∶P3HT微异质结构可以提高吸光效果。J-V测试结果表明,添加了Sb2S3∶P3HT微异质结构的太阳电池效率普遍增高,结构为FTO/TiO2NR/Perovskite/Sb2S3∶P3HT-15/Spiro-OMeTAD/Ag的钙钛矿太阳电池,其能量转换效率最高为15.56%。电化学阻抗性能测试及稳态荧光光谱同样证明了Sb2S3∶P3HT微异质结构可以促进光生电荷的分离和传输,使其电荷界面复合率明显降低,电子寿命增长,明显提高钙钛矿太阳电池的能量转换效率。
其他文献
近年来,细菌和病毒对人类生存和发展造成的影响已引起了人们的广泛关注。过一硫酸氢钾复合盐由于具有强大的杀菌能力、高效的消毒效果、安全的使用过程成为了人们对抗细菌和病毒的理想消毒剂,然而因其高昂的成本使推广使用受到了限制。本研究通过对过一硫酸氢钾复合盐和过氧化硫酸钠的制备工艺进行优化,再将二者进行复配,旨在开发出一种性能优良、成本低廉的消毒产品。  首先进行了过一硫酸氢钾复合盐和过氧化硫酸钠两种原料药
学位
水性聚氨酯(WPU)涂层剂是一种以水为介质的环保型高分子材料,具有安全、成本低、无溶剂等特点,在棉纺、家具、建筑等领域的表面改性中应用广泛。但极易燃烧的缺点限制了WPU的使用,因此研究环保、高效的阻燃WPU十分必要。反应型阻燃水性聚氨酯是指阻燃剂通过参与化学反应加入聚氨酯的分子链上,因其具有阻燃效果持久、阻燃剂与聚氨酯相容性好等特点,被认为是获得阻燃水性聚氨酯涂层材料的潜在更有效方法。为了满足WP
在半导体硅晶片进行切割作业时需要一种紫外光固化的可剥离胶,其主要作用一是在进行切割操作时对大的晶圆片进行固定并防止晶圆片破裂产生飞溅,二是在晶圆片加工或封装后经紫外光照射,胶带的粘结力大大降低,容易剥离并不污染晶圆片的表面。  本文利用聚乙二醇与异佛尔酮二异氰酸酯反应制备了一种线性的异氰酸酯封端的两官能度聚乙二醇改性二异氰酸酯预聚物(PEG-IPDI)。经过热处理后,将其作为交联剂与丙烯酸酯共聚物
聚合物刷由于在吸附、粘附、光滑以及湿润等方面的特点突出,在许多方面都有重要的应用。将氮氧自由基和磺酸基负载到聚合物刷上,可制得兼具氮氧自由基和磺酸基的双功能聚合物刷。此方法可以解决小分子氮氧自由基、磺酸类化合物难以循环使用的问题。本文选择了两种聚苯乙烯基氯球为载体,通过表面接枝制备含氮氧自由基和磺酸基的聚合物刷。将其应用在醇的选择性催化氧化,N-(乙氧基亚甲基)苯胺的合成和甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸
在众多选择性催化氧化醇类体系中,2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基(TEMPO)与NaBr/NaClO构成的催化体系具有反应条件温和、催化活性和选择性高等优点。但小分子TEMPO存在价格昂贵、有毒和难以循环使用等问题。  为此,本文选择了一种水溶性良好且有大量表面官能团、易修饰等独特性质的聚酰胺胺(PAMAM)作为载体来制备负载TEMPO的水溶性大分子催化剂,并研究了其对纤维素的催化氧化性能
超级电容器同时具备传统电容器高功率输出和商业电池高电荷储备的能力,是一种非常有效的储能器件,其性能主要取决于电极材料,因此发展高性能的电极材料成为超级电容器研究的重点突破方向。其中,过渡金属化合物具有高的理论比电容值在超级电容器电极材料领域颇受关注。本文研究镍钼双金属化合物在超电容方面的性能,并通过材料复合、结构调控和自支撑电极等多种途径,优化过渡金属化合物的超电容性能,合成了多种电容性能优异的超
石墨烯具有卓越的机械、电学、热学和阻隔性能,但其疏水性、生物不相容性等缺点限制了石墨烯在诸多方面的应用。氧化石墨烯(graphene oxide,GO),石墨烯的衍生物,是一种新型的碳材料,边缘处具有羧酸官能团并且其基面上含有羟基和环氧基团的氧化石墨烯具有良好的分散性、双亲性、生物相容性等性能,被视当代最具有发展前景的碳材料之一。通过分析氧化石墨烯的结构模型、制备方法和官能团可控氧化石墨烯的制备,
环氧大豆油是常见的大豆油衍生物之一,其具有的环氧基可以通过不同方法转化为羟基,成为大豆油基多元醇,可替代石油类多元醇用来合成水性聚氨酯(WPU)涂料。与传统的溶剂性聚氨酯相比,水性聚氨酯还存在着涂膜性能差、耐水防潮性差、硬度低、热稳定性以及力学性能不佳等缺点。用丙烯酸酯改性水性聚氨酯能够有效克服这些缺点。本文以环氧大豆油为原料,制备了三种大豆油基多元醇,并以三种大豆油基多元醇为原料制备大豆油基水性
我国工业的迅猛发展,在提高经济水平的同时,也带来严重的环境污染。水污染是三大环境污染问题之一,一直以来备受关注。其中纺织、印染等行业排放的有色有机染料,皮革、冶炼等重工业行业排放的含重金属废水,均具有毒害性、难降解的特点,不仅危害人体健康,更会对生态环境造成严重破坏。采用简便、高效率、低成本技术处理此类废水中的污染物逐渐成为国内外的研究重点。  金属有机骨架材料(Metal-Organic Fra
学位
目前,水污染严重危害人体健康和生活环境。对污染源头进行监控和治理是有效控制水污染的重要方法。本论文针对现有水污染监控方法中示踪剂法中存在的抗干扰性差、分析检测成本高、检测时间长和灵敏度低等问题,选用单链核酸为污水示踪剂,基于核酸多样性的分子特点,研究核酸示踪剂的高效检测方法。主要研究内容有以下四部分:  1.枝状核酸的构建与合成  基于核酸示踪剂的特性,首先设计可有效捕捉示踪剂的探针(枝状DNA,
学位