《TiO2/CdE(E=S,Se,Te)異質結的高溫高壓製備及其光電特性研究》是依託吉林大學，由付烏有擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：TiO2/CdE(E=S,Se,Te)異質結的高溫高壓製備及其光電特性研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：付烏有
- 依託單位：吉林大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
利用太陽能解決能源短缺問題是當前國內外的熱點課題，是建立低碳經濟的一個重要組成部分。光伏材料是能將光能轉換成電能的新能源材料，提高其光電性能和降低成本是目前光伏材料研究領域的關鍵問題。廉價的TiO2與窄帶隙半導體CdE(E=S,Se,Te)複合形成核-殼結構納米線，由於其獨特結構和光電特性而深受關注，但其光電效率仍與理論值有很大的差距。本項目擬採用具有獨特優勢的高溫高壓(HPHT)合成技術，進行核-殼結構TiO2/CdE異質結納米線的製備研究，建立具有自主智慧財產權的高壓條件製備TiO2/CdE核殼結構異質結納米線的新途徑。與光電化學技術結合，對核-殼結構光伏材料體系性能的綜合最佳化，獲得高光電性能的材料。揭示高溫高壓下製備材料的電子結構、晶體結構、微觀組織和核與殼材料界面作用等對光伏材料的激子解離、電荷分離和電子輸運特性的影響機制和規律，為設計與製備具有性能優良的光伏材料提供科學依據。
結題摘要
利用太陽能解決能源短缺問題是當前國內外的熱點課題, 是建立低碳經濟的一個重要組成部分。光伏材料是能將光能轉換成電能的新能源材料，提高其光電性能和降低成本是目前光伏材料研究領域的關鍵問題。廉價的 TiO2 與窄帶隙半導體 CdE(E=S,Se,Te) 複合形成核-殼結構納米線，由於其獨特結構和光電特性而深受關注，但其光電效率仍與理論值有很大的差距。本項目採用具有獨特優勢的高溫高壓(HPHT)合成技術, 製備出了核-殼結構 TiO2/CdS, TiO2/CdSe, TiO2/PbS, TiO2/Bi2S3及TiO2/CdTe 異質結納米線, 採用XRD、FESEM、HRTEM、FT-IR及XPS等測試手段進行了表征測試分析；在常壓下得到的樣品進行高溫高壓處理；常壓下得到的樣品和高溫高壓下得到的樣品組裝電池分析了電池的J-V特性。發現在溫度不變時, 隨著壓力的增加，樣品的開路電壓出現了先增大後減小的現象，在壓力為1GPa時，其開路電壓和光電轉換效率分別為0.91V和1.8%，隨著壓力的提升，其光電轉換效率先增大後減小，在壓力為P=3GPa時，其光電轉換效率最高，達到了2.13%; 而在壓力不變的情況下, 經過高溫處理後的CdS/TiO2納米線複合材料，其光電性能在不同溫度下，有明顯的不同，在溫度為100℃時，其短路電流和光電轉換效率分別為3.14 mA/cm2和2.13%，隨著溫度的升高，其光電流也在不斷提高，在溫度為T=300℃時，其光電轉換效率最高，達到了3.54%。揭示出了高溫高壓下製備材料的電子結構、晶體結構、微觀組織和核與殼材料界面作用等對光伏材料的激子解離、電荷分離和電子輸運特性的影響機制和規律, 為設計與製備具有性能優良的光伏材料提供了新的科學方法。
