研究目的
研究氧化石墨烯、氮、锰和卟啉化合物对基于TiO2/CdS/ZnS光阳极的量子点敏化太阳能电池性能的影响,以提高功率转换效率。
研究成果
对TiO2/CdS/ZnS光阳极的改性——包括添加氧化石墨烯和氮元素、对ZnS进行锰掺杂以及包覆锌卟啉——显著提升了量子点敏化太阳能电池的功率转换效率。最终器件实现了4.62%的效率,证明了这些改性方法提升太阳能电池性能的潜力。
研究不足
该研究仅限于量子点敏化太阳能电池(QDSSCs)的实验室规模制备与测试。改性光阳极在商业应用中的长期稳定性和可扩展性尚未得到充分探究。
1:实验设计与方法选择:
研究通过向TiO2中添加氧化石墨烯和氮、对ZnS进行锰掺杂以及包覆锌卟啉来改性TiO2/CdS/ZnS光阳极,并通过光伏测量评估各改性的性能。
2:样本选择与数据来源:
所用材料包括商用纳米晶二氧化钛Degussa P25、实验室自制的氧化石墨烯以及按先前报道合成的锌卟啉。
3:实验室自制的氧化石墨烯以及按先前报道合成的锌卟啉。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、紫外-可见分光光度计、X射线衍射(XRD)分析、光电流-电压(J-V)分析、入射光子-载流子转换效率(IPCE)分析及电化学阻抗谱(EIS)测量。
4:实验步骤与操作流程:
制备TiO2浆料并涂覆于ITO玻璃上,通过连续离子层吸附与反应法(SILAR)制备TiO2/CdS/ZnS光电极,改性包括Mn2+掺杂和锌卟啉包覆,对电极为CuS。
5:数据分析方法:
测量光伏参数(VOC、JSC、FF、η),并通过阻抗谱获取电化学参数(RS、Rct、RCE、Cμ)。
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