大面積納米晶結(jié)構(gòu)太陽(yáng)電池的研究.pdf

1、納米晶結(jié)構(gòu)的量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池(Quantum Dots Sensitized Solar Cells，QDSCs)理論上具有較高的光電轉(zhuǎn)換效率，簡(jiǎn)單的制作工藝、低廉的生產(chǎn)成本使它成為一種可替代染料敏化和硅類(lèi)太陽(yáng)能電池的新型理想太陽(yáng)能電池。目前小面積QDSCs的光電轉(zhuǎn)化效率研究已經(jīng)有所突破，若要實(shí)現(xiàn)量子點(diǎn)敏化電池的產(chǎn)業(yè)化，必須進(jìn)行大面積QDSCs的研究:目前，此方面的研究匱乏，因此我們?cè)O(shè)計(jì)并研制出新型大面積QDSCs結(jié)構(gòu)用以進(jìn)一步研究

2、與探索。
　　首先，通過(guò)連續(xù)離子層吸附反應(yīng)法（Successive Ionic Layer Adsorption and Reaction，SILAR）方法制作出不同梯度面積的量子點(diǎn)敏化電池，簡(jiǎn)而言之就是通過(guò)改變電池薄膜大小，并對(duì)此過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題加以分析，從而我們得出結(jié)論，當(dāng)薄膜面積增大，電池缺陷增加，傳輸?shù)酵怆娐返碾娮邮茏?當(dāng)膜的面積為2.89cm2時(shí)，電池的光電轉(zhuǎn)換效率下降至0.27％。
　　其次，通過(guò)把電池設(shè)計(jì)

3、成條狀而非簡(jiǎn)單的薄膜放大，制作得到了多種大面積QDSCs，對(duì)單條電池進(jìn)行內(nèi)部并聯(lián)和串聯(lián)連接，其中包括兩條并聯(lián)QDSCs，三條并聯(lián)QDSCs，四條并聯(lián)QDSCs，Z型和W型串聯(lián)QDSCs。研究結(jié)果表明:兩條1×5cm2電池并聯(lián)后能夠?qū)崿F(xiàn)電流的近似成倍增加，四條1×5cm2電池并聯(lián)后電流幾乎成倍數(shù)增加，最大值可達(dá)到12.8mA。串聯(lián)結(jié)構(gòu)研究結(jié)果表明:W型結(jié)構(gòu)并不適合制作量子點(diǎn)電池，而Z型串聯(lián)結(jié)構(gòu)具有相對(duì)制作優(yōu)勢(shì);此外，雖然串聯(lián)結(jié)構(gòu)的電壓并沒(méi)

4、有出現(xiàn)成倍增加現(xiàn)象，但單塊電池的電壓總體呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，達(dá)到571mV;電壓提升幅度受串聯(lián)電阻、上下基板接觸電阻、實(shí)驗(yàn)制作工藝影響，因此電壓在導(dǎo)電玻璃上被大量損耗。
　　最后我們探討了大面積量子點(diǎn)電池的全封裝技術(shù)和全固態(tài)鈣鈦礦電池，為保證電解質(zhì)不泄露，我們將量子點(diǎn)電池進(jìn)行全封裝;與此同時(shí)，電池在全封裝3個(gè)月后依然保持初始效率值，使得同一電池封裝前后效率提升0.04％，提高了電池穩(wěn)定性。在全固態(tài)鈣鈦礦電池中，我們利用鈣鈦礦電池?zé)o電解質(zhì)和