研究目的
研究基于P3HT聚合物和CIS纳米晶体的混合薄膜的光谱和电学特性,以应用于BHJ太阳能电池。
研究成果
研究表明,P3HT/CIS纳米晶混合物可用于体异质结太阳能电池,在CIS纳米晶负载量为75wt%时获得最佳性能。配体交换过程(特别是使用吡啶和BDT时)能改善电荷传输特性与电池性能。但光电转换效率仍较低,表明需进一步优化材料与工艺。
研究不足
该研究受限于CIS纳米晶表面长链有机配体的绝缘特性,这阻碍了电荷的高效传输。虽然配体交换过程部分缓解了这一问题,但并未完全消除。此外,太阳能电池的性能相对较低,表明在材料和工艺方面仍有优化空间。
1:实验设计与方法选择:
本研究聚焦于采用P3HT与CIS纳米晶体制备并表征体异质结太阳能电池。方法包括CIS纳米晶体制备、配体交换过程及太阳能电池器件制备。
2:样本选择与数据来源:
CIS纳米晶体通过热注入法合成。研究采用不同浓度CIS纳米晶体与P3HT混合体系制备器件。
3:实验设备与材料清单:
设备包括TGA/DSC、FTIR光谱仪、透射电镜、紫外-可见光谱仪、光致发光与光诱导吸收光谱仪。材料包含P3HT、CIS纳米晶体、多种配体(1-十二烷基硫醇、油胺、三辛基膦、己硫醇、吡啶、BDT)及溶剂。
4:实验流程与操作步骤:
工作流程涵盖CIS纳米晶体合成、配体交换、太阳能电池器件制备及其通过光谱与电学测量的表征。
5:数据分析方法:
数据分析包括采用空间电荷限制电流模型拟合JeV曲线、分析PL与PIA光谱,以及评估太阳能电池性能参数。
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获取完整内容-
thermogravimetric analysis
TGA/DSC
Analyzing the thermal stability and composition of materials.
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Fourier transform infrared spectroscopy
FTIR
Identifying organic ligands on nanocrystals.
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transmission electron microscopy
TEM
Imaging the shape and size distribution of nanocrystals.
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UV-Vis spectroscopy
Measuring the absorption spectra of materials.
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photoluminescence spectroscopy
PL
Studying the electronic properties of excited states.
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photoinduced absorption spectroscopy
PIA
Investigating charge transfer processes.
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