CdS和CdSe量子点协同敏化TiO2纳米管阵列太阳能电池的制备与光电特性

基本信息
批准号:51302118
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:赵文燕
学科分类:
依托单位:景德镇陶瓷大学
批准年份:2013
结题年份:2016
起止时间:2014-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:赵林,于美玲,魏赛,朱国振,刘美景,刘亮,杨亮亮
关键词:
量子点敏化TiO2纳米管太阳能电池光电性质
结项摘要

The project is planned to study the bulk heterojunction solar cell of inorganic compound conductor nano-materials. First, the Ti thin film will be prepared on the substrate of the transparent conductive glass (FTO) by magnetron sputtering. Followed, one-dimensional TiO2 nanotube array will be grown on FTO substrate via anodic oxidation, and then the TiO2 nanotubes will be treated by II-VI narrow band gap composite quantum dot (CdS and CdSe). The purpose is broader spectrum application range, enhance charges separation efficiency and inhibit the recombination of electron-hole pairs. Finally, the effective TiO2 nanotube arrays solar cell will be prepared. The related work will reveal the the relationship between quantum dot sensitizers, array structure and the overall performance of the solar cells, achieve function complements and advantages collaborative between inorganic semiconductor materials. Then, it will be elucidating the photoelectric conversion mechanism about the charge absorption, separation, transport. It is expected to realize the efficient absorption of visible light, obtain the novel TiO2 nanotube arrays solar cells with high photoelectric conversion efficiency. This study will provide scientific data and the theoretical guidance for its potential application.

项目拟围绕无机复合半导体纳米材料体异质结太阳能电池的研究,首先采用磁控溅射在透明导电玻璃(FTO)基体上生长Ti薄膜,然后通过阳极氧化在FTO基体上可控生长一维TiO2纳米管阵列,进而采用窄带隙的II-VI族复合量子点(CdS和CdSe)对宽带系的TiO2纳米管进行敏化处理,拓宽其光谱响应范围,增强光生电荷分离效率并有效抑制电子-空穴对的复合,最终实现高效TiO2纳米管阵列太阳能电池的制备。相关工作将深入揭示量子点敏化剂、阵列结构等与电池综合性能间的相互关系,实现无机半导体材料间的功能互补与优势协同,阐明光吸收、体异质结光生电荷的分离、输运、收集等光电转换机理,有望实现可见光的高效吸收,获得具有高效光电转换效率的新颖TiO2纳米管阵列太阳能电池,为其潜在应用提供一定的科学数据和理论指导。

项目摘要

本项目以金属钛片为基底,采用连续三步阳极氧化工艺,在含有NH4F的乙二醇溶液内,成功制备出大面积(24mm×12mm)高度有序、孔洞分布均匀TiO2纳米管阵列膜。利用实验室自制的TiO2溶胶,将自持TiO2纳米管阵列膜转移至FTO导电玻璃上,退火处理后形成高质量透明光电极。之后采用连续化学浴沉积法,成功地使CdS、CdSe量子点沉积生长在TiO2纳米管表面,形成异质结,拓宽了其光谱响应范围,增强了光生电荷分离效率并有效抑制电子-空穴对的复合,实现了高效TiO2纳米管阵列太阳能电池的制备。相关工作揭示了量子点敏化剂、阵列结构等与电池综合性能间的相互关系,阐明了光吸收、体异质结光生电荷的分离、输运、收集等光电转换机理,获得具有高效光电转换效率的新颖TiO2纳米管阵列太阳能电池,为其潜在应用提供了一定的科学数据和理论指导。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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