PbS量子点的制备及其光电性能研究

论文摘要

本论文采用不同方法制备了缺陷少、结晶性好,尺寸分布在4 nm到15 nm之间的PbS量子点,研究不同反应条件对粒径的影响。在此基础上,组装成PbS量子点敏化纳晶多孔薄膜太阳能电池。主要研究工作包括如下三方面。1、以胶体化学的方法,通过使反应物前躯体在高温瞬间成核、快速冷却后缓慢生长的实验工艺,分别以无机硫和有机硫为原料合成了晶粒尺寸在几纳米到十几纳米、尺寸范围分布窄的单分散PbS量子点。通过TEM、XRD、近红外吸收、光致发光等一系列测试手段对制得的量子点的颗粒尺寸、表面形貌和晶体结构进行表征。2、采用涂敷方法制备Ti02和Sn02纳晶薄膜,对薄膜的形貌和结构进行了表征。3、通过具有双功能基团的有机分子将制备的PbS量子点连接到Ti02和Sn02纳晶多孔薄膜上,并以此为光电极组装成PbS量子点敏化纳晶薄膜太阳能电池。对组装的太阳能电池的光电转换性能进行了测试和分析。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 半导体量子点概述
• 1.2.1 半导体量子点的研究进展
• 1.2.2 半导体量子点的量子效应
• 1.2.3 量子点的多重激子产生效应研究的进展
• 1.3 半导体量子点的制备
• 1.4 量子点太阳电池
• 1.4.1 量子点太阳能电池的研究进展
• 1.4.2 量子点敏化太阳能电池的研究发展
• 1.4.3 量子点敏化太阳能电池的基本结构
• 1.4.4 量子点敏化太阳能电池工作原理
• 1.4.5 量子点敏化太阳能电池光电性能的主要表征参数及其影响因素
• 1.4.6 量子点敏化太阳能电池的动力学特性
• 1.5 课题研究意义及工作设想
• 第二章 PbS量子点材料的制备和表征
• 2.1 实验条件
• 2.1.1 实验试剂
• 2.1.2 实验仪器
• 2.1.3 PbS量子点的表征
• 2.2 以无机硫为原料制备PbS量子点
• 2.2.1 合成步骤
• 2.2.2 PbS量子点的制备
• 2.2.3 PbS量子点晶体结构
• 2.2.4 PbS量子点的尺寸和形貌
• 2.2.5 PbS量子点的量子尺寸效应
• 2.3 采用复合有机溶剂以无机硫为原料制备PbS量子点
• 2.3.1 实验步骤
• 2.3.2 分析反应条件对PbS量子点粒径大小的影响
• 2.4 以有机硫为原料制备PbS量子点
• 2.4.1 实验步骤
• 2.4.2 上述合成方法所得PbS量子点的粒径和形貌
• 2.4.3 PbS量子点晶体结构
• 2.4.4 PbS量子点的量子尺寸效应
• 2.4.5 PbS量子点的光致发光性能
• 2.5 本章小结
• 2纳晶薄膜太阳能电池'>第三章 PbS量子点敏化TiO₂纳晶薄膜太阳能电池
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验试剂
• 2薄膜的制备'>3.1.2 纳晶TiO₂薄膜的制备
• 2纳晶薄膜'>3.1.3 量子点敏化TiO₂纳晶薄膜
• 3.1.4 PbS量子点太阳能电池的组装
• 3.1.5 PbS量子点敏化太阳能电池的测试和表征
• 2纳米颗粒电子转移性能的测试'>3.1.6 PbS量子点敏化TiO₂纳米颗粒电子转移性能的测试
• 2纳晶薄膜的形貌'>3.2 PbS敏化TiO₂纳晶薄膜的形貌
• 2纳晶薄膜太阳能电池的光电性能'>3.3 PbS量子点敏化的TiO₂纳晶薄膜太阳能电池的光电性能
• 2纳米颗粒之间的电子转移'>3.4 PbS量子点与TiO₂纳米颗粒之间的电子转移
• 3.5 本章小结
• 2纳晶薄膜太阳能电池'>第四章 PbS量子点敏化SnO₂纳晶薄膜太阳能电池
• 4.1 实验部分
• 2纳晶薄膜的制备'>4.1.1 SnO₂纳晶薄膜的制备
• 2纳晶薄膜'>4.1.2 PbS量子点敏化SnO₂纳晶薄膜
• 2纳晶薄膜的光电性能测试'>4.1.3 PbS量子点敏化SnO₂纳晶薄膜的光电性能测试
• 2纳米颗粒电子转移性能的测试'>4.1.4 PbS量子点敏化TiO₂纳米颗粒电子转移性能的测试
• 2纳晶薄膜的形貌'>4.2 SnO₂纳晶薄膜的形貌
• 2纳晶薄膜注入过程'>4.3 光激发电子从PbS量子点向SnO₂纳晶薄膜注入过程
• 2纳晶薄膜太阳能电池的光电性能'>4.4 PbS量子点敏化SnO₂纳晶薄膜太阳能电池的光电性能
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论部分
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者简介
• 导师简介