不同形貌TiO_2纳米棒对量子点敏化太阳能电池效率的影响

结合材料合成与器件制作,通过TiO_2纳米棒基量子点敏化太阳能电池光电转换性能研究,探讨影响电池性能的关键因素,并在电池制作过程中进行有针对性的优化,旨在提高量子点敏化太阳能电池的光电转换效率。在此采用水热合成法,探索了不同的水热合成条件,对TiO_2纳米棒形貌的影响,并且以CdS作为敏化剂制得了不同形貌的TiO_2纳米棒基量子点敏化太阳能电池。得出了水热合成条件为:15mL浓盐酸,15mL去离子水,150℃加热温度时效率最高的结论。

类石墨相氮化碳的制备及可见光催化性质研究

利用两种廉价前驱体,通过热聚缩作用成功制备类石墨相氮化碳(g-C_3N_4),通过XRD,FT-IR测试验证了实验产物的物理化学性质。两种g-C_3N_4的光催化性能通过在可见光下降解Rh.B的性能进行评定。由尿素制备的g-C_3N_4在60min的光照条件下去除水中染料达到99%以上,而由硫脲制备的g-C_3N_4去除率不足50%。同时通过SEM、BET等测试对影响g-C_3N_4的光催化性能的因素进行对比讨论。尿素制备的g-C_3N_4呈现为纳米片层状,比表面积达到50m2/g,是硫脲制备的g-C_3N_4的2.78倍,由此可知,微观形貌以及比表面积是影响催化性能的重要因素。

TiO2纳米片/CuS钝化层量子点敏化太阳能电池的制备和性能表征

通过在TiO2和量子点之间添加钝化层进行光阳极的优化,可以调节光阳极界面结构,从而增加产生的光电流,与没有钝化层的光阳极数据相比,在更宽的光谱范围内增强了光电转换效率。TiO2纳米片具有较高的电子输运效率,主要原因是其表面积大,光散射特性增强。由于CuS钝化层很好地修饰了TiO2纳米片表面缺陷会使其光电转换性能提高,得到在标准模拟太阳光AM1.5G,100mW/cm2下,沉积CuS钝化层的电池能量转换效率达到4.71%,远高于未沉积钝化层的电池效率3.91%。

不同厚度多孔TiO_2光阳极对量子点敏化太阳能电池性能的影响

通过旋涂法以P25、松油醇、乙基纤维素为原料制备了浆料,并将其均匀涂布在FTO导电玻璃上,通过控制旋涂次数来制备不同厚度的TiO_2光阳极膜,利用扫描电子显微镜(SEM)对其形貌和结构进行了表征。采用CdS量子点做敏化剂,通过连续离子层沉积(SILAR)法制备CdS/TiO_2光阳极,以化学浴沉积(CBD)法制备CuS对电极,最终组装为电池器件。通过对电池的光电性能测试,首先明确了不同CdS沉积次数的CdS/TiO_2光阳极对电池的光电性能影响,在最佳的CdS沉积次数上得到了不同旋涂厚度TiO_2光阳极对电池的光电性能的影响。实验结果表明,当CdS沉积次数为9次,TiO_2旋涂次数为3次,厚度为15μm时,电池的短路电流密度和光电转换效率均达到最大值分别为:Isc=8.18mA·cm-2、η=2.32%。