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基于氧化锌的同轴核壳异质结构合成、表征及其在染料敏化太阳能电池中的应用。

DOI：10.1088/2053-1591/ab1f50 期刊：Materials Research Express 出版年份：2019 更新时间：2025-11-14 17:04:02
摘要： 本工作采用化学溶液法在掺铟氧化锡玻璃基底上合成了ZnO/CdS同轴核壳异质结构，并将其作为光阳极应用于染料敏化太阳能电池(DSSC)。制备了四种不同硫源浓度的样品。X射线衍射分析显示ZnO和CdS的晶粒尺寸分别约为22纳米和18纳米。场发射扫描电镜(FESEM)和高分辨透射电镜(HRTEM)图像证实ZnO纳米棒表面形成了宽度小于100纳米的CdS壳层。通过紫外-可见光谱和光致发光光谱检测光学响应，结果表明与裸ZnO纳米棒阵列相比，该核壳结构的带隙减小并出现轻微红移。通过J-V特性测试研究了光伏响应，发现核壳ZnO/CdS异质结构(3.66%)相比纯ZnO纳米棒基DSSC(0.70%)具有更高的光电转换效率。这种提升源于光生电子-空穴对复合减少导致的电流密度增加，而复合减少通过两个因素实现：一是形成II型核壳异质结构，二是壳层中硫浓度的提高。
作者： Monika Kumari，Virender Singh Kundu，Suresh Kumar，Nikhil Chauhan，Sonia Siwatch
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究氧化锌基同轴核壳异质结构在染料敏化太阳能电池（DSSC）中的合成、表征及应用，通过减少光生电子-空穴对的复合来提高电池效率。

研究成果

成功合成了ZnO/CdS核壳纳米结构并应用于染料敏化太阳能电池（DSSCs），由于光生电子-空穴对复合减少而表现出效率提升。该研究证明了ZnO/CdS核壳结构在光伏应用中的潜力。

研究不足

该研究的局限性在于合成过程中采用的化学溶液法可能影响纳米结构的均匀性和纯度。尽管染料敏化太阳能电池（DSSC）的效率有所提升，但仍低于传统太阳能电池。

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