研究目的
研究CdxSb2?yS3?δ纳米晶体的合成、光伏性能及带隙可调性在太阳能电池中的应用。
研究成果
该研究成功合成了带隙可调的CdxSb2?yS3?δ纳米晶体,并通过较Sb2S3主体材料提升的光伏性能,证实了其作为太阳能材料的潜力。最佳电池在降低光照强度下实现了4.86%的光电转换效率,凸显了该材料在太阳能电池应用中的前景。未来研究可进一步探索镉含量优化与钝化技术以提升效率。
研究不足
该研究受限于SILAR技术固有的纳米晶体表面缺陷(这些缺陷会作为复合中心)。要实现最高效率所需的最佳Cd含量和SILAR循环次数仍需进一步优化。研究同时指出带尾态可能影响带隙测量结果。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用两阶段顺序离子层吸附反应(SILAR)技术合成CdxSb2?yS3?δ纳米晶体。方法包括光学测量和外量子效率(EQE)测试以分析带隙和光伏性能。
2:样品选择与数据来源:
制备不同Cd含量(x = 0?0.15)的样品以研究其对带隙和光伏性能的影响。数据来源于合成的纳米晶体及制备的太阳能电池。
3:15)的样品以研究其对带隙和光伏性能的影响。数据来源于合成的纳米晶体及制备的太阳能电池。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包括JEOL JEM-2010扫描图像观察显微镜、PANalytical X’Pert Pro MRD衍射仪、JEOL JSM-7800F Prime肖特基场发射扫描电子显微镜、日立2800A分光光度计、Solartron SI 1260阻抗/增益-相位分析仪和Keithley 2400源表。材料包括Cd(NO3)2、Na2S·9H2O、Sb2Cl3和TiO2浆料。
4:Na2S·9H2O、Sb2Cl3和TiO2浆料。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:合成过程包括两阶段SILAR工艺后进行退火处理。太阳能电池采用含多碘电解质的三明治结构组装。表征手段包括透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、能谱(EDS)、光学吸收光谱、电化学阻抗谱(EIS)和电流-电压(I-V)测量。
5:数据分析方法:
采用等效电路模型分析EIS数据,Tauc图确定带隙,EQE光谱评估光伏性能。
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JEOL JEM-2010
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Transmission electron microscopy imaging
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PANalytical X’Pert Pro MRD
X’Pert Pro MRD
PANalytical
X-ray diffraction measurements