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oe1(光电查) - 科学论文

47 条数据
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  • 原位微波辅助制备层级排列金属硫化物对电极以提升量子点敏化太阳能电池的稳定性和效率

    摘要： 本研究描述了一种通过一锅法微波辅助路线制备金属硫化物对电极（CEs）的方法，以更低成本提升量子点敏化太阳能电池的功率转换效率（PCE）。研究将合成的CuS纳米棒、Ni0.96S纳米颗粒和PbS纳米立方体原位沉积在掺氟氧化锡基板上作为对电极，无需后续处理。通过考察硫前驱体（Na2S、C2H5NS、CH4N2S）、铜浓度、反应时间及阳离子选择（Cu、Ni、Pb）等参数对对电极形貌、电化学特性及PCE的影响，并结合纳米结构形成与薄膜生长过程与PCE的关联分析，推导出形貌-组分-性能关系。层级组装的纳米棒状CuS对电极在S2–/Sn2–氧化还原反应中展现出更高电化学稳定性。电化学阻抗谱与塔菲尔分析表明，其兼具高效电荷转移特性及更高的多硫化物氧化还原界面扩散系数，最终实现8.32%的PCE。光伏性能提升归因于1D CuS纳米棒形成的扩散结构降低了电荷转移阻抗，促进了多硫化物氧化还原的再生，从而获得更高的短路电流密度与填充因子。

    关键词： 原位沉积、量子点敏化太阳能电池、对电极、硫化铜、微波辅助合成

    更新于2025-11-14 17:04:02

  • 嵌入TiO2光阳极中的分级ZnO微球用于增强CdS/CdSe敏化太阳能电池

    摘要： 对于太阳能电池应用而言，控制光阳极的结构和组成特性是实现电荷快速传输以及高效负载染料或量子点的关键步骤。研究人员制备了分级ZnO微球（ZMS）与TiO?复合的光阳极薄膜，用于提升CdS/CdSe量子点敏化太阳能电池（QDSCs）的性能。在TiO?电极薄膜中添加ZMS后，短路电流密度（Jsc）和开路电压（Voc）均得到提高。这种改进归因于ZMS的散射作用增强了光捕获能力，以及表面改性减少了电荷复合。由于具有独特分级结构的ZMS能提供电荷转移连续性和多重电子传输通道以实现及时电子传输，TiO?/ZMS复合光阳极展现出优异的电荷注入/传输性能。结果表明，插入分级ZMS后Jsc、Voc和光电转换效率（PCE）均显著提升，但其增幅随ZMS用量不同而有明显差异。因此，当优化ZMS比例为20 wt%时，所设计的基于TiO?/ZMS异质结构的QDSCs实现了5.99%的PCE，较未添加ZMS的器件（4.45%）效率提升了约35%。

    关键词： 电子传输、氧化锌微球、电荷注入、量子点敏化太阳能电池、光阳极、光散射

    更新于2025-11-14 17:04:02

  • TiO2中空微球尺寸效应对ZnS/CdS量子点敏化太阳能电池光伏性能的影响

    摘要： 通过碳球模板法合成了尺寸可控的二氧化钛中空微球（HMS）?；诟肨iO?中空微球负载ZnS/CdS量子点（QDs）制备了量子点敏化太阳能电池（QDSSC）用ZnS/CdS@TiO? HMS光阳极。研究发现TiO?中空微球的尺寸效应显著影响光伏性能：当粒径约560 nm时，器件获得最佳短路电流密度（8.02 mA cm?2）和最高光电转换效率（1.83%），其性能优于330 nm、400 nm及700 nm粒径的TiO?中空微球基QDSSC。这种性能提升归因于560 nm中空微球通过多重光反射和强光散射增强了光捕获效率，紫外-可见光谱与入射光电流转换效率（IPCE）测试证实了尺寸对光捕获的关键作用。进一步将该尺寸中空微球应用于ZnS/PbS/CdS QDSSC时，光电转换效率提升至2.73%，表明TiO?中空微球在QDSSC设计中具有广泛应用前景。

    关键词： 二氧化钛、量子点敏化太阳能电池、中空微球

    更新于2025-11-14 17:04:02

  • 通过电泳沉积ZIF-67在镍片上制备量子点敏化太阳能电池用CoS<sub>2</sub>对电极

    摘要： 制备低成本、高催化活性的对电极是提升量子点敏化太阳能电池光伏性能的有效途径。本研究通过电泳沉积法在不同外加电场下于镍片和FTO导电玻璃基底上制备ZIF-67薄膜，随后采用硫代乙酰胺硫化处理获得CoS2/Ni与CoS2/FTO电极。通过扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、X射线粉末衍射及傅里叶变换红外光谱对制备的CoS2薄膜进行表征。进一步将这些CoS2/Ni与CoS2/FTO薄膜作为对电极组装量子点敏化太阳能电池，通过测量光电流-电压曲线、电化学阻抗谱和塔菲尔曲线评估其光电化学性能。结果表明：基于CoS2/Ni对电极的电池短路光电流值显著优于CoS2/FTO对电极器件，使光电转换效率从1.95%提升至3.24%。分析认为镍片基底电阻更低且对电极/电解质间电荷转移速率更高，是Ni片基底制备的对电极电催化活性与光伏性能增强的关键机制。

    关键词： 量子点敏化太阳能电池，二硫化钴，对电极，电泳沉积，镍片

    更新于2025-11-14 17:03:37

  • PbS量子点敏化太阳能电池的表面等离子体共振增强效应

    摘要： 采用二氧化钛（TiO?）和二氧化钛-金等离子体纳米复合薄膜，通过连续离子层吸附与反应（SILAR）法制备了硫化铅（PbS）敏化量子点太阳能电池（QDSC）。用于制备纳米复合薄膜的金纳米颗粒（GNPs）平均尺寸约为15纳米。厚度为10微米的薄层等离子体QDSC与不含GNPs的器件相比，光电流提升了约11%，整体能量转换效率提高了约6%。QDSCs性能的提升归因于掺入GNPs所产生的等离子体近场效应增强了光吸收。采用16微米双层TiO?的高效PbS/CdS共敏化厚电池也显示出光电流和效率的改善。结果表明，等离子体增强的吸收作用可以像染料敏化太阳能电池那样有效提升QDSC器件的效率。

    关键词： 金纳米粒子、量子点敏化太阳能电池、等离子体激元学、光伏技术

    更新于2025-10-22 19:40:53

  • 纳米杂化金-硫化铜铟（Au-CuInS?）纳米晶体中的双激子解离动力学

    摘要： 从半导体量子点中实现多激子捕获已成为提高量子点敏化太阳能电池(QDSC)效率的新途径。迄今为止，金属-半导体纳米杂化体系中的多激子解离与提升QDSC光电转换效率(PCE)之间的关系尚未被探讨。本研究通过时间分辨光致发光和超快瞬态吸收技术，详细研究了硫化铜铟(CuInS2，简称CIS)及金-CIS纳米杂化体中的双激子解离动力学。超快瞬态吸收结果表明：CIS纳米晶中形成的双激子在金-CIS纳米杂化体中能高效解离。在高激光能量密度下测得最大多激子解离(MED)效率约为80%，而在低能量密度下可达100%。激子解离前，电子会从CIS纳米晶导带被杂化体中的金纳米颗粒捕获——该能量高于金的费米能级。我们通过实验证明了多电子解离的可行性，这为提升QDSSCs效率提供了新思路：在相同条件下，金-CIS纳米杂化体的光电转换效率(PCE)高达2.49%，而纯CIS纳米晶仅为~1.06%。该发现为利用金属-半导体纳米杂化体系中的多激子产生与提取原理，设计开发高效太阳能电池及光电器件提供了有效途径。

    关键词： 硫化铜铟、双激子解离动力学、量子点敏化太阳能电池、功率转换效率、超快瞬态吸收、多激子收集、金-硫化铜铟纳米杂化物

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • PbS量子点掺杂的聚硫化物纳米纤维凝胶聚合物电解质对CdS量子点敏化TiO2太阳能电池效率提升的影响

    摘要： 量子点敏化太阳能电池（QDSSCs）是最具前景的低成本第三代太阳能电池之一。半导体量子点具有独特性质，如高摩尔消光系数、通过量子限域效应可调节的能隙以及多激子生成能力。本研究采用多硫化物液态电解质和醋酸纤维素纳米纤维基凝胶电解质制备了稳定的CdS量子点太阳能电池。在液态或凝胶电解质中掺入PbS量子点后，太阳能电池效率显著提升。在100 mW cm?2模拟光照下，由于向相应电解质中添加5%（质量比）PbS量子点，基于多硫化物液态电解质的CdS量子点太阳能电池效率从1.19%提升至1.51%，基于纳米纤维凝胶电解质的CdS量子点太阳能电池效率从0.94%提升至1.46%。效率提升归因于短路光电流密度的增加，这明显是由PbS量子点促进的间接离子解离导致硫化物离子（S2?）电导率提高所致。

    关键词： 硫化物离子电导率、纳米纤维凝胶电解质、效率提升、量子点敏化太阳能电池、量子点掺杂电解质

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 用于量子点敏化太阳能电池的介孔g-C3N4/NiS共催化剂对电极的一锅法制备

    摘要： 通过以硫粉为硫源和造孔剂的一锅煅烧法，将硫化镍（NiS）纳米颗粒锚定在介孔石墨相氮化碳（g-C3N4）上。这是首次尝试将g-C3N4/NiS作为量子点敏化太阳能电池的对电极（CE）?；?.74 wt% NiS负载量的g-C3N4/NiS共催化剂用于Sn2-还原时，获得了低至1.08 Ω的界面电荷转移电阻（Rct）。采用ZnSe/CdS/CdSe/ZnSe敏化的TiO2光阳极与g-C3N4/NiS对电极组装的QDSSC，其功率转换效率高达5.64%，是纯g-C3N4对电极的3.05倍。电池效率的提升归因于g-C3N4优异形貌与其与NiS纳米颗粒协同催化的共同作用。介孔结构提供了大的比表面积和快速的电解质传输通道，而g-C3N4与NiS的耦合促进了g-C3N4/NiS界面与电解质之间的电荷转移。这种制备具有g-C3N4/NiS介孔结构的策略采用低成本原料和简单的制备方法，为提高g-C3N4的电催化活性提供了一条可行途径。

    关键词： g-C3N4/NiS、电催化活性、介孔结构、对电极、量子点敏化太阳能电池

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 超薄TiO2包覆SiO2纳米颗粒作为量子点敏化太阳能电池的光散射中心

    摘要： 通过专门设计的旋转反应器，采用原子层沉积（ALD）技术制备了具有超薄且均匀TiO2壳层的SiO2/TiO2核壳纳米颗粒（ST-NPs）。我们成功地将ST-NPs作为光散射中心应用于量子点（QD）敏化太阳能电池（QDSSCs）的介孔TiO2光阳极中。ST-NPs在不影响QD负载性能的前提下增强了TiO2光阳极的光散射效果。因此，在PbS QDs敏化的TiO2光阳极中可见光吸收得到改善，光电流密度从14 mA/cm2提升至17 mA/cm2。通过详细的电子显微镜分析揭示了ST-NPs中超薄TiO2壳层的独特性，深入的电化学阻抗谱研究表明，采用ST-NPs的QDSSC中光生载流子寿命延长且复合电阻提高。

    关键词： 核壳结构，二氧化硅，原子层沉积，量子点敏化太阳能电池，光散射

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 通过锰掺杂ZnS钝化层及锌卟啉在改性氧化石墨烯/氮掺杂TiO?光阳极上的共敏化提升量子点敏化太阳能电池的功率转换效率

    摘要： 通过提升量子点敏化太阳能电池（QDSSCs）的竞争力，使其获得与其他新兴光伏技术相当的能量转换效率至关重要。本研究探究了氧化石墨烯（GO）、氮元素、锰元素及卟啉化合物对TiO?/CdS/ZnS光阳极基QDSSCs性能的影响。首先，在TiO?中添加GO和氮元素对电池效能产生显著影响——这两种材料均能降低复合速率、增大TiO?比表面积与染料负载量，从而提升电池效率。采用氮掺杂GO光电极的QDSSC最高能量转换效率达2.52%。其次，通过5%和10%重量比的Mn2?掺杂ZnS，成功将电池性能从2.52%大幅提升至3.47%，这可能源于Mn2?离子改善了ZnS钝化层，减少了光注入电子在二氧化钛表面与氧化态染料分子或电解质的复合。但15%重量比的Mn2?掺杂则产生相反效果，略微降低了电池性能。最后采用共敏化法向CdS/ZnS体系引入锌卟啉染料，将光吸收范围扩展至近红外区（>700 nm），从而提高短路电流密度（JSC）和电池效率。通过在QDSSC结构中引入环境友好的卟啉化合物，电池效率显著提升至4.62%，较未包覆卟啉的TiO?/CdS/ZnS光电极结果高出40%。

    关键词： 氧化石墨烯，氮掺杂，锰掺杂，量子点敏化太阳能电池，共敏化，锌卟啉，功率转换效率

    更新于2025-09-23 15:21:01