基于二氧化钛纳米棒阵列的杂化太阳电池的研究

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1、ClassifiedIndex：0649UDC：544SecrecyRate：PublicizedUniversityCode：10082HebeiUniversityofScienceandTechnologyDissertationfortheMasterDegreeStudyonHybridSolarCellBasedonTitaniumDioxideNanorodsArrayCandidateoSupervisor：AssociateSupervisor：AcademicDegreeApppfiedfor：Specia

2、lity：Employer：Dateof0ralExamination：SunShuoProf．HaoYanzhongMasterofEngineeringAppliedChemistrySchoolofScienceMay,2014河北科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。本人完全意识到本声明的法律结果由

3、本人承担。学位论文作者签名：．私灾2纠驴年歹月f妇指导教师签名2纠驴年朔ff日河北科技大学学位论文版权使用授权书约錾本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权河北科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。口保密，在一年解密后适用本授权书。本学位论文属于Ⅵ采保密。(请在以上方框内打“v”)学位论文作者签名：烈颀指导教≯纩／甲年y码f厂日氟卷摘要摘要本

4、文中，在水热法制备的Ti02纳米棒阵列的基础上，分别制备了P3HT-CdS．Ti02壳核式一维有序纳米结构有机无机半导体杂化敏化太阳电池和Au．P3HT-CdTe-Ti02壳核式_维有序纳米结构全固态有机无机半导体杂化太阳电池，电池效率分别为1．38％和0．91％，并对杂化太阳电池性能的影响因素进行了探讨，主要结果如下：1)使用水热法在FTO导电玻璃上制各了Ti02纳米棒阵列。SEM结果表明，制备的Ti02纳米棒阵列直径约80nm，长度约2．51am；XRD结果表明，制备的Ti02纳米棒为金红石型；瞬态光电流测试表明，制备的T

5、i02纳米棒阵列的最大光响应波长410nm对应的光子能量为3．0eV，与预期的Ti02禁带宽度相当。2)在Ti02纳米棒阵列上通过电沉积法制备了CdS壳层，组成了CdS．Ti02壳核式纳米棒阵列。SEM结果表明，纳米棒的直径随着沉积时间的增长而增长；沉积25min时，纳米棒间隙几乎消失，很可能不适合做之后的实验；XRD验证了纳米棒阵列上新增的物质为CdS；测定的紫外可见吸收光谱表明，相对于Ti02纳米棒阵列，CdS．Ti02壳核式纳米结构的光吸收范围获得了较大扩宽，最大光吸收波长530nm对应的光子能量为2．3eV，与CdS的

6、禁带宽度相当。3)在CdS．Ti02纳米结构上电沉积了P3HT，组成P3HT-CdS．Ti02壳核式一维有序纳米结构，并组装成了杂化敏化太阳电池，测定其光电转换性能。SEM结果表明，P3HT成功包覆在CdS．Ti02壳核式纳米棒阵列上；紫外可见吸收光谱表明，P3HT-CdS．Ti02相对于CdS．Ti02的吸收范围略有提高，吸收强度有较大提升；P3HT-CdS．Ti02杂化敏化太阳电池相比CdS．Ti02半导体敏化太阳电池，开路电压、短路电流和光电转换效率均获得了明显提升，表明P．n异质结复合结构提高了该太阳电池的能量转换效率

7、。4)采用电化学法在Ti02纳米棒阵列上沉积CdTe窄禁带半导体组成CdTe．Ti02壳核式一维有序纳米复合结构。SEM结果表明，CdTe成功包覆于Ti02纳米棒阵列之上，但沉积3h的CdTe．Ti02完全填满纳米棒阵列的凹凸，不再有纳米棒之间的缝隙。XRD和EDS结果表明，包覆于Ti02纳米棒阵列上的新增物质确实为CdTe，且晶型、元素比例良好。瞬态光电流测试结果表明，CdTe．Ti02壳核式纳米结构的光电性能确实优于Ti02，而且在沉积时间达到3h前，随着沉积时间增长，CdTe壳层增厚而光电性能增强，但沉积CdTe3h后，

8、可能由于CdTe'：t童_厚，光照产生的载流子不能到达固液界面分离而导致较多复合，而使得CdTe(3h)一Ti02相对CdTe(2．5h)．Ti021拘光电性能下降。5)采用旋涂法在CdTe．Ti02壳核式纳米棒阵列上涂覆了P3HT，组成P3HT-CdTe．Ti02壳核式一维