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oe1(光电查) - 科学论文

47 条数据
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  • 花状FeS2的一锅法合成及其作为量子点敏化太阳能电池对电极的应用

    摘要： 对电极在光伏器件的电子传输中起着重要作用，理想的反电极应具备高电催化活性、成本效益高且性能稳定?；诖?，量子点敏化太阳能电池（QDSSCs）还需要简便的制备工艺。二硫化铁（FeS2）是一种储量丰富、无毒且低成本的原料。我们报道了一种简易的一锅水热法来生长花状FeS2，并将其用作QDSSCs的高效对电极。场发射扫描电镜（FESEM）图像显示其花状形貌，X射线衍射（XRD）图谱证实了黄铁矿相的形成。紫外-可见吸收光谱显示其在可见光区域具有吸收特性。以FeS2纳米花作为对电极的QDSSC表现出1.174%的功率转换效率，开路电压（Voc）为1.368V。

    关键词： 对电极，二硫化铁，纳米花，水热法，量子点敏化太阳能电池

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 电泳沉积法制备的CdSe厚度对量子点敏化太阳能电池的影响

    摘要： 将氯仿中的硒化镉（CdSe）和二氧化钛（TiO2）纳米颗粒通过电泳沉积法（EPD），在不同电压和沉积时间下负载于掺氟氧化锡（FTO）导电玻璃基底上。首先采用EPD法以150V电压沉积30秒，将TiO2纳米颗粒负载于FTO导电玻璃基底；随后采用EPD法以100V电压分别沉积60秒、90秒和120秒，将CdSe负载于TiO2层上。通过紫外-可见光谱仪（UV-vis）和扫描电子显微镜（SEM）对CdSe/TiO2薄膜进行表征。使用多硫化物电解液和Cu2S对电极组装完整的量子点敏化太阳能电池（QDSSCs）。多硫化物电解液由硫磺、氢氧化钠和甲醇/去离子水混合配制而成。在模拟AM 1.5、100 mW cm-2光照条件下，采用CdSe/TiO2（100V，120秒）电极的电池实现了2%的功率转换效率。

    关键词： 硒化镉纳米粒子、量子点敏化太阳能电池、电泳沉积、二氧化钛纳米粒子

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 探索混合量子点敏化太阳能电池（QDSSC）中共振能量转移的动力学特性

    摘要： 基于石墨烯的纳米材料为改进半导体光捕获器件提供了新途径。本研究利用石墨烯量子点（GQD）通过福斯特共振能量转移（FRET）机制提升CdSe量子点敏化太阳能电池（QDSSC）的效率。FRET描述了相邻分子间（通常间距1-10纳米）以一个分子为供体、另一个为受体的非辐射能量转移过程。当受体分子靠近激发的供体分子时，其偶极矩会相互对齐，从而实现激发能从供体向受体的转移。本研究中石墨烯量子点作为能量供体，增强了作为受体的CdSe量子点在杂化太阳能电池中的光捕获能力。引入GQD使CdSe敏化QDSSC的效率从0.18%提升至0.28%，增幅达55%。效率提升主要源于GQD-CdSe太阳能电池相比CdSe QDSSC的电流密度增加了46%。量子点太阳能电池性能的提高归因于GQD与CdSe之间存在非辐射能量转移（FRET），这通过光致发光（PL）猝灭和寿命测量得到证实。该GQD（供体）-CdSe（受体）FRET体系实现了48.7%的能量转移效率，为选择性捕获太阳光谱能量提供了新思路，未来可应用于多种潜在领域。

    关键词： 供体、量子点敏化太阳能电池、荧光共振能量转移、受体

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 通过长余辉磷光结构层增强CdS/CdSe量子点敏化太阳能电池的性能；长余辉磷光结构层增强CdS/CdSe量子点敏化太阳能电池；

    摘要： 光吸收在提高量子点敏化太阳能电池（QDSSCs）的功率转换效率（PCE）方面起着重要作用。本研究通过简单的刮涂法，在CdS/CdSe QDSSCs中引入了多长余辉磷光体（LPP）层。该LPP层能同时提升CdS/CdSe QDSSCs的光捕获和光生电荷转移能力，从而有效增强其短路电流及相应的PCE。最终PCE可达5.07%，较无LPP层的常规CdS/CdSe QDSSCs提升约24%。由于LPP层的长效荧光特性，该太阳能电池可在黑暗环境中短暂工作。这项研究为提升QDSSCs的PCE提供了有效途径，并为全天候QDSSCs的应用开辟了可能性。

    关键词： 长余辉磷光体、量子点敏化太阳能电池、功率转换效率、全天候太阳能电池

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • TiO2分级纳米线-P25颗粒复合光阳极与氮掺杂介孔碳/钛对电极组合构建高性能量子点敏化太阳能电池

    摘要： 传统光阳极薄膜由无序P25二氧化钛纳米颗粒构成，光生电子在其中的长距离传输是提升量子点敏化太阳能电池(QDSCs)性能的主要瓶颈之一。本研究开发了一种简便有效的方法，通过将常规P25二氧化钛纳米颗粒与二氧化钛分级纳米线(HNW)复合成浆料来制备高性能光阳极。复合光阳极中缩短的传输路径抑制了光阳极与电解质界面处的电荷复合过程，从而提升了电池的光伏性能。通过优化复合光阳极并采用氮掺杂介孔碳/钛对电极，Zn-Cu-In-Se(ZCISe) QDSCs的平均光电转换效率从传统P25光阳极的12.77%提升至HNW/P25重量比为0.1%时的13.43%(Jsc=27.38 mA cm?2, Voc=0.764 V, FF=0.642)。该复合光阳极还能有效提升不同量子点敏化剂(如Zn-Cu-In-S(ZCIS) QDs)及不同对电极(如Cu2S/黄铜)体系下QDSCs的光伏性能。

    关键词： 二氧化钛分级纳米线，量子点敏化太阳能电池，复合光阳极，高效率

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 纳米结构镍掺杂硫化铜薄膜作为高性能量子点敏化太阳能电池的高效对电极材料

    摘要： 高电催化活性和低电荷转移电阻是高性能量子点敏化太阳能电池（QDSSCs）对电极（CEs）的关键因素。因此，制备具有高催化活性和低电荷转移电阻的QDSSCs对电极既具挑战性又极具价值。针对这些问题，本研究通过镍离子掺杂硫化铜（CuS）设计并制备了一种新型催化电极用作QDSSCs对电极。采用简便的化学浴沉积法合成了镍掺杂CuS对电极。扫描电镜研究表明，镍掺杂CuS呈现纳米颗粒覆盖纳米片状的表面形貌，而纯CuS为纳米片结构。镍掺杂CuS为多硫化物氧化还原对的还原提供了丰富活性位点，具有更高电导率并形成优异的电子传输通道，从而表现出高电催化活性及对电极/电解质界面更低的电荷转移电阻。结果表明，在AM 1.5G标准光照（100 mW cm?2）下，采用Ni-CuS对电极的TiO2/CdS/CdSe QDSSCs实现了4.36%的光电转换效率（η），其短路电流密度（JSC）为13.78 mA cm?2、开路电压（VOC）为0.567 V、填充因子（FF）为0.558，显著优于CuS对电极器件（η = 3.24%；JSC = 10.63 mA cm?2；VOC = 0.567 V；FF = 0.546）。本研究证实，镍掺杂CuS凭借其高电导率、优异电催化活性及低电荷转移电阻，有望成为QDSSCs的理想对电极材料。

    关键词： 电荷转移电阻，纳米结构镍掺杂硫化铜，量子点敏化太阳能电池，对电极，电催化活性

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 硫化铜/亚硒化亚铜作为量子点敏化太阳能电池的新型对电极

    摘要： 本文首次提出将硫化铜/硒化铜（Cu2S/Cu2Se）复合材料作为量子点敏化太阳能电池（QDSSCs）的新型对电极（CE）。这种新型对电极对多硫化物电解液表现出更高的电催化性能。结果表明，当对电极材料从硫化铜（CuS）更换为（Cu2S/Cu2Se）复合材料时，短路电流和电池效率分别从7.22 mA/cm2提升至19.18 mA/cm2，从1.36%提升至4.60%。电化学阻抗谱（EIS）研究和塔菲尔极化分析表明，（Cu2S/Cu2Se）对电极在电解液-对电极界面具有更低的电荷转移电阻——（Cu2S/Cu2Se (5)）对电极的电阻值为6.2 Ω，而纯硫化铜（Cu2S）对电极的电阻值高达142.1 Ω。

    关键词： 硒化亚铜、硫化铜、电催化性能、对电极、量子点敏化太阳能电池

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 掺杂四元金属硫属化合物Cu2ZnSnS4纳米晶体作为太阳能电池器件的高效光捕获材料

    摘要： 本研究报道了利用低成本、环保、无毒且储量丰富的元素合成高度稳定的光活性四元金属硫化物Cu2ZnSnS4纳米晶，用于光伏器件。其可调带隙、高吸收系数和宽吸收窗口等电光特性，使其成为各类太阳能电池中理想的吸光层和对电极材料。首先通过胶体法、共沉淀法、湿化学法和水热法，在不同反应条件下使用稳定剂合成了Cu2ZnSnS4纳米晶；随后采用水热法，通过用Co、Fe、Sr和Ni金属替代Zn，合成了Cu2CoSnS4、Cu2FeSnS4、Cu2SrSnS4和Cu2NiSnS4纳米晶。紫外-可见吸收光谱表明这些纳米晶可吸收整个可见光区的电磁辐射，带隙范围为1.5至1.7 eV。X射线衍射(XRD)图谱证实所有纳米晶均形成红钾镁矾相，晶粒尺寸约6-10 nm。将这些纳米晶包覆在合成的ZnO纳米颗粒表面，研究其作为量子点敏化太阳能电池(QDSSCs)吸光层的应用；同时将其吸附在ITO基底上，研究其作为染料敏化太阳能电池(DSSCs)对电极的用途。所制太阳能电池效率达1.2-1.8%，证明合成的纳米晶能在各类太阳能电池器件中出色发挥光吸收体和对电极的作用。

    关键词： 太阳能电池器件、光捕获器、光伏器件、染料敏化太阳能电池、量子点敏化太阳能电池、Cu2ZnSnS4纳米晶体

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 掺锰CuInSe?量子点的水相合成及其对量子点敏化太阳能电池性能的提升

    摘要： 本文报道了在微波辐照下直接水相合成锰（Mn）掺杂CuInSe?（Mn-CISe）量子点（QDs）以改善太阳能电池光化学性能的研究。由于Mn掺杂作用，Mn-CISe具有更窄的带隙能，从而增强了对可见光的吸收。因此将这些Mn-CISe量子点作为光敏剂应用于量子点敏化太阳能电池（QDSSCs），其性能提升与Mn浓度相关。据我们所知，这是首次构建Mn-CISe敏化TiO?光阳极来提升QDSSCs光伏性能。Mn掺入CISe后提高了短路电流，这归因于量子点中激发电子有效注入TiO?以及随之产生的更长电子寿命，可能是通过CISe能带结构中新形成的Mn中间能隙实现。与未掺杂量子点相比，通过强度调制光电流谱和强度调制光电压谱分别研究表明，Mn-CISe QDSSCs具有更短的电子传输时间（τt）和更长的电子复合时间（τr）。事实上，更高的光捕获效率、更慢的电荷复合速率与更长的电子寿命共同作用，使该电池实现了6.28%的最大光电转换效率。

    关键词： 水相合成、锰掺杂铜铟硒化物、量子点、光伏性能、量子点敏化太阳能电池

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 用于实现长期耐久性的硫化铜铟量子点敏化TiO2太阳能电池的二价离子液体电解质

    摘要： 该研究展示了一种简便策略，用于开发以离子液体（ILs）为电解质（不含任何挥发性溶剂）的铜铟硫（CIS）量子点敏化太阳能电池（QDSSCs）。当采用1-丁基-3-甲基咪唑硫化物（[BMIm][S2?/Sn2?]）和1-丁基-3-甲基咪唑硫氰酸盐（[BMIm][SCN]）时，电池功率转换效率（PCE）达到0.36%，其短路电流密度（JSC）和填充因子（FF）显著提升至0.75%（JSC：8.69 mA cm?2，开路电压VOC：0.32 V，FF：26.8%）。该电池在持续光照72小时后及后续黑暗环境存放1300小时以上仍保持20%以内的效率衰减，这归因于溶剂挥发抑制及硫化物/多硫化物（S2?/Sn2?）阴离子分解的抑制。通过电化学阻抗谱分析发现，电解质与电极间界面电荷转移效率的提升进一步促进了电池性能。

    关键词： 电化学阻抗谱（EIS）、光电转换效率（PCE）、离子液体电解质、量子点敏化太阳能电池、硫化铟铜（CIS）胶体

    更新于2025-09-12 10:27:22