固態(tài)Pb-S-乙二硫醇量子點(diǎn)薄膜敏化TiO2納米棒陣列太陽(yáng)電池的制備與光伏性能.pdf

1、量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)電池被譽(yù)為第三代太陽(yáng)電池，具有廣闊的發(fā)展前景，由于具備高理論的光電轉(zhuǎn)換效率和低生產(chǎn)成本，是近年來(lái)研究的熱點(diǎn)課題。本文主要研究固態(tài)Pb/S/乙二硫醇量子點(diǎn)薄膜敏化TiO2納米棒陣列太陽(yáng)電池的制備與光伏性能。利用旋涂輔助連續(xù)離子層吸附反應(yīng)(spin-coating-assisted SILAR)通過(guò)依次旋涂Pb(NO3)2、Na2S、乙二硫醇溶液制備了Pb/S/乙二硫醇量子點(diǎn)薄膜，系統(tǒng)研究了TiO2納米棒陣列的微結(jié)構(gòu)、Pb(N

2、O3)2和Na2S的濃度以及兩者的濃度比對(duì)固態(tài)Pb/S/乙二硫醇量子點(diǎn)薄膜敏化TiO2納米棒陣列的組成、微結(jié)構(gòu)、晶粒大小、光學(xué)吸收以及相應(yīng)太陽(yáng)電池光伏性能的影響。結(jié)果表明:在水熱溫度為160℃，水熱生長(zhǎng)時(shí)間分別為90min、100min和108min時(shí)，所得TiO2納米棒陣列的長(zhǎng)度、直徑、面密度分別為460nm、40nm、340μm-2，630nm、44nm、330μm-2，720nm、50nm、320μm-2。隨著水熱生長(zhǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，

3、TiO2納米棒陣列的長(zhǎng)度和直徑都增加，面密度減小。在TiO2納米棒陣列上依次旋涂5mmol·dm-3Pb(NO3)2、5mmol·dm-3Na2S和1％的EDT溶液(EDT/乙醇體積比為1/99)，制備了固態(tài)Pb/S/乙二硫醇量子點(diǎn)薄膜敏化TiO2納米棒陣列，所組裝的相應(yīng)太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換效率分別是2.17％、2.96％和2.74％。保持Pb(NO3)2的濃度為5mmol·dm-3不變，Na2S的濃度分別為5mmol·dm-3、3.5m

4、mol·dm-3、2mmol·dm-3(其中Pb(NO3)2和Na2S濃度比分別為1∶1、1∶0.7、1∶0.4），隨著Na2S濃度的從5mmol·dm-3降低到3.5mmol·dm-3和2mmol·dm-3，所制備的Pb/S/乙二硫醇量子點(diǎn)的晶粒大小從7.9nm減小到7.1nm和6.5nm，其吸收開(kāi)端藍(lán)移從625nm到587nm和571nm，相應(yīng)太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換效率逐漸增加從2.68％增加到3.41％和4.51％，基于Pb(NO3)

5、2和Na2S濃度比為1∶0.4時(shí)，相應(yīng)太陽(yáng)電池取得最佳的光電轉(zhuǎn)換效率;保持Pb(NO3)2和Na2S濃度比為1∶0.4不變，當(dāng)Pb(NO3)2和Na2S的濃度從7mmol·dm-3、2.8mmol·dm-3減小到5mmol·dm-3、2mmol·dm-3和3mmol·dm-3、1.2mmol·dm-3時(shí)，所制備的Pb/S/乙二硫醇量子點(diǎn)的晶粒大小從7.5nm減小到6.7nm和6.3nm，吸收開(kāi)端從580nm減小到558nm和535nm，