納米晶組裝體的調控及其有機光伏電池研究

《納米晶組裝體的調控及其有機光伏電池研究》是依託天津大學，由李瑀擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：納米晶組裝體的調控及其有機光伏電池研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：李瑀
• 依託單位：天津大學

項目摘要

有機光伏電池激活層的電子受體對電池的效率起著至關重要的作用。無機納米晶因具有更高的載流子遷移率而被認為是光伏電池中理想的電子受體材料。但由於納米晶之間電子傳輸率極低，且易團聚不利於形成連續的電子傳輸網路，極大的限制了其在高效光伏電池中的廣泛套用。本項目利用特殊微觀形貌的納米晶組裝體取代傳統的納米晶顆粒，作為電子受體套用於高效率有機光伏電池。重點研究納米晶自組裝的形成機理，實現特殊微觀形貌納米晶組裝體的可控制備，通過納米晶組裝體的相互電子作用，提高電子在納米晶中的遷移速率，增大給體/受體界面面積同時形成連續的電荷傳輸網路路徑，從而顯著提高光伏電池的轉換效率，分析有機光伏電池的各項性能與納米晶組裝體的微觀形貌、組成、分散性等因素之間的調控關係，為進一步設計並製備基於納米晶的高效有機光伏電池奠定實驗和理論基礎。

結題摘要

2013年1月-2015年12月，本項目研究按計畫順利進行，較好的完成了各年度的任務。通過在水相中以巰基乙酸包覆的CdTe納米晶為前驅體，通過陽離子交換的方法摻雜Hg元素，製備了CdHgTe近紅外三元合金納米晶，同時以硬脂酸鎘（Cd(SA)2）為鎘源化合物和表面穩定劑，硒粉為硒源化合物，十八烯（1-ODE）為反應介質，合成出了具有窄尺寸分布的CdSe納米晶，並在溫度急劇降低的條件下製備了一種碗狀CdSe組裝體。所製備的CdHgTe 三元合金納米晶相比於CdTe納米晶，其粒徑大小和晶體結構沒有改變，但是螢光性質卻因為Hg元素的加入而發生變化，隨著Hg元素含量提高，吸收峰發生紅移，可根據Hg元素含量的不同，使納米晶的發射峰在578 nm-887 nm之間進行調節。利用靜電吸附等方法，以表面修飾正電高分子的碳納米管或者導電高聚物P3HT為基體通過自組裝作用形成相應的納米晶複合材料，研究了該複合材料的光回響性質。結果表明，在光照射下，複合材料內部發生了有效的電荷分離， 產生明顯的、 穩定的光電流信號，優異的光回響性能說明這種組裝體在光伏器件領域有廣闊的套用前景。