量子點修飾的介孔鈣鈦礦太陽能電池研究.pdf

1、光伏發(fā)電作為新能源領域的重要一員，正得到越來越廣泛的研究。其中，鈣鈦礦太陽能電池作為一種效率發(fā)展極為迅速的新概念電池，它的關鍵參數是光電轉換效率。本文采用的電池結構為：FTO導電玻璃/致密TiO2/介孔TiO2+鈣鈦礦層/空穴層/Au，在介孔TiO2層上分別制作TiO2量子點和ZnO量子點薄膜，來對介孔層進行表面修飾，以提高器件的效率。
　　本文采用溶劑熱法合成了TiO2量子點，溶膠凝膠法合成了ZnO量子點，兩種量子點的尺寸均約為

2、5nm。在電池器件的制作中，通過調節(jié)量子點溶液的濃度來改變介孔表面形貌，調節(jié)介孔層旋涂轉速來改變介孔結構厚度，研究它們對器件光電轉換效率的影響。
　　本文得到的主要結論為：不加量子點的電池在介孔層厚度為661nm時效率最高，達到9.693％；ZnO量子點修飾的電池其光電轉換效率明顯提高，當量子點濃度為1mg/mL時獲得了11.440%的效率。而TiO2量子點修飾的電池最高效率僅為7.714%，反而低于不加量子點的電池。微觀測試結果

3、表明，量子點對介孔表面的修飾作用明顯，但是在較低濃度下并沒有改變介孔層厚度。合適濃度量子點的加入，可以增大介孔結構的比表面積，有利于電子空穴對的分離注入。同時通過測試量子點的能帶發(fā)現，ZnO量子點的導帶底和TiO2致密層非常接近，有利于電子的傳輸，因此ZnO量子點的加入可以提高電池的光電轉換效率；而TiO2量子點的導帶底既低于光伏層，也明顯低于TiO2致密層，形成了勢阱，阻礙了電子的輸運過程，因此盡管TiO2量子點修飾的介孔結構比表面積