研究目的
通过使用TiO2钝化的ZnO中空微球(HMS)增强光捕获并减少电子复合,从而提高量子点敏化太阳能电池(QDSSCs)的光伏性能。
研究成果
TiO2钝化的ZnO HMS结构通过增强光捕获效率和减少电荷复合,显著提升了量子点敏化太阳能电池的光伏性能,使其功率转换效率达到3.16%,远高于未钝化ZnO HMS基电池的1.54%。
研究不足
该研究的局限性在于较低的开路电压(Voc)和填充因子(FF),这限制了光电转换效率(PCE)的进一步提升。未来研究可探索新型敏化剂或对电极以改善这些参数。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用碳质模板法合成ZnO HMS,并通过将其浸入TiCl4水溶液中进行TiO2钝化处理。通过改变浸渍时间控制TiO2层厚度。
2:样品选择与数据来源:
以碳质球为模板合成ZnO HMS。使用制备的光阳极组装量子点敏化太阳能电池(QDSSCs)评估其光伏性能。
3:实验设备与材料清单:
设备包括扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见分光光度计及电化学工作站;材料包含蔗糖、硝酸锌、硝酸镉、硒粉、硼氢化钠、乙基纤维素、松油醇、乙醇、四氯化钛、硫酸铜、硫脲、硫化钠及硫粉。
4:实验步骤与操作流程:
包括碳质球制备、ZnO HMS合成、TiO2钝化ZnO HMS光阳极制备、QDSSCs组装以及材料与器件表征。
5:数据分析方法:
通过J-V曲线、IPCE测试和EIS分析QDSSCs性能,探究电荷转移动力学。
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X-ray diffraction
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Analysis of the crystalline nature and structure of TiO2-passivated ZnO HMS
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