CdS/CdSe/TiO_2多级空心微球光阳极中量子点覆盖度的提高

TiO_2多级空心微球(THHSs)具有高的比表面积、强的光散射效应以及良好的电子传输性质,以此作为光阳极材料,可以显著提升CdS/CdSe敏化太阳能电池(QDSSCs)的性能。但基于化学浴沉积方法获得的这一类电池中量子点在光阳极表面的覆盖度通常不高(50%左右),本文发展了一种基于表面选择性吸附原理的多步沉积方法,选取特定分子(正十二硫醇)限制已有量子点的生长,通过二次沉积成功提高了CdS/CdSe在TiO_2多级空壳微球表面的覆盖度。使用此方法最终得到高达85.4%的覆盖度。结果表明,量子点覆盖度的增加有效提高了电池对太阳光的利用率,使得光电流获得了明显的增加。同时,二氧化钛空白表面积的减小还可以抑制电子和空穴的复合。优化后的电池光电流密度为15.69 mA?cm^(-2),填充因子为0.583,电压为0.605 V,最高光电转换效率为5.30%。

In掺杂对CdS/CdSe共敏化量子点太阳能电池性能的影响

以氧化钛(TiO_2)膜为半导体膜,制备了CdS/CdSe量子点共敏化的量子点敏化太阳能电池(Quantum Dot-sensitized Solar Cells,简称QDSSCs)。采用连续离子层吸附和反应法制备了CdS量子点,采用化学浴沉积法制备了CdSe量子点,主要研究了In掺杂量和In掺杂方式对电池性能的影响。当In掺杂到CdS中,并且In掺杂量为9%时,所得电池性能最优。短路电流密度(short cruciut current density,Jsc)达到14.53 mA/cm^2,开路电压(open circuit voltage,Voc)为0.58 V,填充因子(fill factor,FF)为0.58,光电转化率(photoelectric conversion efficient,PCE)达到4.91%。In掺杂相比不掺杂的电池的光电转化率提高了131%。

CdS/CdSe量子点共敏化TiO_2薄膜的光电化学性能研究

采用化学浴沉积法分别将CdS、CdSe量子点沉积在TiO2纳米纤维薄膜上,得到TiO2/CdS/CdSe电极。采用电脉冲沉积法将非晶结构TiO2薄膜插入CdS与CdSe量子点之间,得到TiO2/CdS/a-TiO2/CdSe电极。将两种电极分别组装成太阳能电池,进行光电化学性质研究,结果表明,TiO2/CdS/a-TiO2/CdSe电池的光电转化效率比TiO2/CdS/CdS电池提高了1.68倍。进一步的原因分析结果表明,在CdS与CdSe量子点之间插入TiO2非晶薄膜后,可以极大提高载流子寿命。

CdSe/CdS纳米颗粒共敏化ZnO光电极的制备及光电化学性能研究

采用电沉积法将CdS和CdSe纳米颗粒沉积在ZnO纳米线阵列上得到CdSe/CdS纳米颗粒共敏化ZnO光电极。利用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和能谱仪等对所得样品结构和形貌进行表征,并通过紫外-可见分光光度计和电化学工作站测试其光吸收性能和光电化学性能。结果发现,相对纳米颗粒单敏化CdS/ZnO光电极而言,纳米颗粒共敏化CdSe/CdS/ZnO光电极具有更好的可见光吸收性能,进而提高短路电流密度和光电转换效率分别到9.56mA/cm2和1.89%。

Performance of CdS/CdSe/ZnS quantum dot-sensitized TiO_2 mesopores for solar cells

We prepare CdS/CdSe/ZnS thin films by successive ionic layer adsorption and reaction method. Results show a wider photoresponse range of TiO2 mesopores from the ultraviolet region to the visible light region. Sequentially assembled CdS/CdSe/ZnS quantum and photocurrent efficiency. A high efficiency of dots exhibit significantly improved light-harvesting ability 1.059354% is obtained.

超薄ALD层包覆TiO2光阳极增加量子点太阳能电池的量子点吸附量和电荷收集效率(英文)

TiO_2纳米晶体具有稳定的化学性质和合适的能带结构,因而被广泛应用在量子点太阳能电池的光阳极材料中.但是,其较多的表面缺陷和颗粒边界引起的严重复合限制了电池效率.本文利用原子层沉积法(ALD)在TiO_2光阳极膜上沉积一层超薄TiO_2层.实验结果表明,这层超薄TiO_2层不仅减少了表面缺陷,改善了颗粒间的连接性,阻止了复合的发生,提高了电子收集效率,而且通过表面能的提升,量子点的吸附量增加,光捕获效率(LHE)也得以提高.因此,基于ALD修饰的TiO_2膜制备的太阳能电池的效率达5.07%,明显优于没有ALD修饰的电池(4.03%).