[01390966]电池沉积法制备绿色量子点敏化及共敏化太阳能电池研究

电泳沉积技术被用到量子点敏化太阳能电池上。电泳沉积法可以利用不同尺寸和形貌的量子点,其优点为：（1）方法简单谱适,沉积时间短,沉积量可以控制。（2）量子点为预先合成,量子点的尺寸、结构和形貌可得到较好控制,方便量子点的筛选,表征和电池机理研究。（3）属于直接连接法,量子点的电子注入更快,电荷复合慢。可见,电泳沉积法可以弥补常用的CBD和SA方法的不足,既保证足够的量子点负载量又能降低量子点的电荷复合,有望提高QDSSC的转化效率。相比含Cd,Pb和Hg重金属元素的量子点材料,CuInS2量子点是一种非常有前途的 环境友好的―绿色‖太阳能电池材料。目前CuInS2 QDSSC的制备采用的是化学浴沉积法和自组装方法,这两种方法固有的缺陷使得电池的转化效率难以获得实质性的提升,因此,采取更有效的量子点敏化方法十分必要。同时,应彻底摆脱毒性较大的量子点,将绿色量子点与CuInS2量子点共敏化而使绿色QDSSC的转化效率有较大幅度的提高。 综合考虑电泳沉积的优势和绿色量子点的优点,申请者选用CuInS2量子点作为研究对象,先利用电泳沉积法制备绿色可控的CuInS2量子点敏化电极,充分利用电泳沉积的优势,研究不同尺寸和不同结构的量子点对CuInS2量子点敏化太阳能电池性能的影响,为了进一步提高CuInS2 QDSSC的转化效率,再将其它绿色量子点如Ag2S与CuInS2量子点利用电泳沉积进行共敏化太阳能电池。 性能指标： （1）开路电压（Voc）：太阳能电池能输出的最大电压。太阳能电池开路时其两端的电压。 （2）短路电流（Isc）: 太阳能电池能输出的最大电流。当将太阳能电池的正负极短路时,电池输出的电流。 （3）填充因子（FF）:太阳能电池的最大输出功率与开路电压和短路电流乘积的比值。 （4）转化效率:太阳能电池的输出功率与进入电池的太阳辐射光功率的比值。 （1）本项目采用电泳沉积的方法制备CuInS2量子点敏化电极和电池,当时在 CuInS2 QDSSC研究中尚未见文献公开报道。 （2）将 Ag2S量子点与 CuInS2 量子点利用电泳沉积法制备绿色量子点共敏化电极,该研究方法和研究内容在文献中未见公开报道。 （3）对电泳沉积法与目前广泛使用的化学浴沉积和自组装方法进行比较研究,为量子点光阳极的制备,性能和机理研究提供了重要数据和理论依据。 技术的安全性不存在问题,只是技术尚不成熟,没有进行成产应用,仅适用在实验室科学研究。目前,国内量子点太阳能电池都处于实验室研究阶段,由于技术尚不成熟,都没有进行成产应用。在这种大环境下,本项目也仅限于实验室的研究。近几年来,量子点太阳能电池受到了国内外学者的广泛关注,是太阳能电池领域的研究热点。如果可以克服量子点太阳能电池自身的稳定性问题,并进一步提高该类电池的转化效率,那么就可以实现生产应用。