《多級孔TiO2︱TiZnO3@QDs︱ZnO疊層薄膜及光電轉換性能研究》是依託石家莊鐵道大學，由趙晉津擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：多級孔TiO2︱TiZnO3@QDs︱ZnO疊層薄膜及光電轉換性能研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：趙晉津
- 依託單位：石家莊鐵道大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
研製和開發新型高效寬光譜回響型的染料敏化太陽能電池光陽極材料對解決能源短缺和環境污染具有重要的科學意義和實用價值。本項目擬通過溶膠凝膠和水熱法合成可見光回響的窄禁帶硫族化物量子點，利用模板劑自組裝和浸漬-拉膜技術逐層合成高效寬光譜回響的多級孔TiO2︱TiZnO3@QDs︱ZnO疊層複合薄膜，研究薄膜材料的疊層結構、孔結構、量子點組分和含量與光電轉換性能關係，揭示光電轉換機理，並以此為指導設計合成新型高效染料敏化太陽能電池光陽極材料提供物質基礎和器件原型。本項研究不僅為製備高效寬光譜回響的染料敏化太陽能電池光陽極材料提供一條新的途徑，也可促進化學、材料、能源和環境等學科的交叉融合，有著重要的學術意義。
結題摘要
通過真空納米澆注法首次成功製備了2-5nm的CuIn0.7Ga0.3S2量子點均勻生長在納米二氧化鈦顆粒（＜50nm）上的TiO2@CIGS複合材料，TiO2@CIGS納米粒子是銳鈦礦結構的TiO2和黃銅礦結構的CuIn0.7Ga0.3S2的複合物，與N719染料共敏化（TiO2@CIGS/N719）製備的電池光電轉換效率為7.51%。通過無模板法和納米澆注法製備多級孔氧化鋅負載Cu0.28In1.72Se2.72量子點（ZnO@CIS）光陽極，Cu0.28In1.72Se2.72 顆粒尺寸為5-10nm, ZnO納米尺寸為20-30nm，ZnO@CIS/N719共敏化太陽能電池光電轉換效率達到6.66%。將高消光係數的光吸收量子點供體與高效率的電子注入受體染料分子結合來提高太陽能電池光電轉換性能。通過兩步連續液相法在多級孔二氧化鈦薄膜上製備有機金屬鹵化物鈣鈦礦疊層薄膜，製備得到全固態鈣鈦礦薄膜太陽電池，其電池效率達到10.74%。目前實驗對多級孔半導體負載窄帶隙量子點或鈣鈦礦電池中載流子的傳輸機理難以提供直接的證據，希望通過分子結構最佳化設計和能帶理論計算與穩態吸收譜和瞬態雷射光譜結合能夠進一步了解疊層薄膜載流子輸運過程。
