新型無機(jī)半導(dǎo)體納米材料的制備及在太陽能電池中的應(yīng)用研究.pdf

1、本論文著眼于新型納米材料的制備及在異質(zhì)結(jié)太陽能電池的探索,合成幾種半導(dǎo)體納米材料,利用制備的納米材料進(jìn)行了光伏器件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)組裝,并對(duì)試制的太陽能器件進(jìn)行了性能測(cè)試.具體工作包括以下幾方面:
　　 1.制備了系列半導(dǎo)體納米晶體.本文利用簡(jiǎn)單易行的方法在液相中分別合成分散性良好,大小均勻的CdSe,ZnO,FeS2納米晶體,并利用UV、PL、XRD、TEM等手段進(jìn)行表征。其中用熱注入法合成了直徑3.7-4.3 nm的CdSe納米晶

2、,禁帶寬度約2.15 eV;用溶液法合成了直徑5 nm左右的.ZnO納米晶,禁帶寬度約3.72 eV。尤其值得一提的是,本文借鑒Ⅱ-Ⅵ族量子點(diǎn)合成路徑,首次用熱注入法合成了直徑7.5-9.5 nm的FeS2納米晶,禁帶寬度約1.1-1.2 eV.此外,本文還簡(jiǎn)單研究了反應(yīng)時(shí)間對(duì)上述反應(yīng)產(chǎn)物的影響。
　　 2.根據(jù)上述三種納米材料的導(dǎo)帶價(jià)帶能級(jí)匹配關(guān)系,制備了異質(zhì)結(jié)太陽能電池。其一為ITO/PEDOT:PSS/CdSe/ZnO/A

3、l(電池A),其二為ITO/PEDOT:PSS/P3HT/FeS2/Al(電池B)。各層薄膜厚度均為幾十納米,器件總厚度約幾百納米。
　　 3.用以實(shí)現(xiàn)上述設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案包括:以ITO玻璃為襯底,采用旋涂工藝制備薄膜,在真空條件下蒸鍍電極,最終在手套箱內(nèi)封裝成完整光伏器件。器件制備過程中采用適當(dāng)處理步驟以獲得更高器件效率:為減少納米粒子間的距離,提高載流子傳導(dǎo)率,對(duì)制備的CdSe納米晶和FeS2納米晶進(jìn)行配體交換,用導(dǎo)電性良好的