研究目的
通过臭氧处理研究氮掺杂石墨烯量子点(NGQDs)光学性质的改性及其在光伏器件中的应用以提升太阳能电池性能。
研究成果
研究表明,臭氧处理是调控氮掺杂石墨烯量子点光学特性的有效方法,可增强其在光伏器件中的应用。经优化的臭氧处理氮掺杂石墨烯量子点显著提升了太阳能电池性能,为开发高效环保的太阳能解决方案提供了可行途径。
研究不足
该研究的局限性在于长时间臭氧处理可能导致NGQDs过度氧化,进而引发结构劣化和发射强度降低。此外,合成与处理工艺的规?;τ每赡苊媪偬粽健?/p>
1:实验设计与方法选择:
采用自下而上的方法,通过微波辅助水热法以单一葡萄糖胺为前驱体合成氮掺杂石墨烯量子点(NGQDs)。利用臭氧处理调控NGQDs的结构与光学特性。
2:样品选择与数据来源:
合成NGQDs后进行梯度臭氧处理,通过透射电镜(TEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、能谱分析(EDX)、拉曼光谱、核磁共振(NMR)及紫外-可见吸收光谱进行结构与光学表征。
3:实验设备与材料清单:
微波炉(Hamilton Beach,型号HB-P90D23AP-ST)、透射电镜(JEOL JEM-2100)、红外光谱仪(Thermo Nicolet Nexus 670)、拉曼光谱仪(DeltaNu)、原子力显微镜(NT-MDT nanosolver)、核磁共振波谱仪(Bruker Avance III 400 MHz)、紫外-可见分光光度计(Agilent Technologies Cary 60)。
4:0)、红外光谱仪(Thermo Nicolet Nexus 670)、拉曼光谱仪(DeltaNu)、原子力显微镜(NT-MDT nanosolver)、核磁共振波谱仪(Bruker Avance III 400 MHz)、紫外-可见分光光度计(Agilent Technologies Cary 60)。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:合成并纯化NGQDs后实施臭氧处理,对比处理前后样品的结构与光学特性差异,最终将臭氧处理的NGQDs作为光活性层制备太阳能电池。
5:数据分析方法:
分析臭氧处理后NGQDs的尺寸、晶格结构、官能团及光学特性的变化,基于光电转换效率、电流密度、开路电压及填充因子评估太阳能电池性能。
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NMR Spectrometer
Avance III 400 MHz
Bruker
Used for recording 13C NMR spectra of NGQDs and Oz-NGQDs.
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UV-vis Absorption Spectrometer
Cary 60
Agilent Technologies
Used to measure absorbance of untreated and ozone-treated NGQDs.
Cary 60 UV-Vis Spectrophotometer
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Transmission Electron Microscope
JEM-2100
JEOL
Used for morphological characterization of NGQDs and Oz-NGQDs.
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FTIR Spectrometer
Nexus 670
Thermo Nicolet
Used to assess changes in type and abundance of particular functional groups in NGQDs and Oz-NGQDs.
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Microwave
HB-P90D23AP-ST
Hamilton Beach
Used for the synthesis of NGQDs via a microwave-assisted hydrothermal method.
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Raman Spectrometer
DeltaNu
Used to assess graphitic structure of NGQDs and Oz-NGQDs.
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Atomic Force Microscope
nanosolver
NT-MDT
Used for height profile analysis of NGQDs and Oz-NGQDs.
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