CdS/CdSe量子点敏化TiO_2纳米棒阵列光阳极和一维硫化钴纳米针阵列对电极的研究

【摘要】太阳能的转化和利用是解决能源危机和环境污染的最有希望的途之一,受到了全球普遍关注。量子点敏化太阳能电池因其制备简单、成本低廉、理论效率高、电池可设计性强等优点,被认为是极具潜力的光电转换器件。目前量子点敏化太阳能电池的光电转换效率己超过6%,但离大规模实际生产应用还有很大距离。一维纳米材料可提供较短的电子传输路径,有利于电子在纳米材料中的传导。具有一维有序结构的阵列纳米材料应用到量子点敏化太阳能电池,有望进一步提高其光电转换效率。本论文主要工作：(1)在FTO透明导电基底表面制备致密的超长TiO2纳米棒阵列膜,并通过浓盐水热化学刻蚀改变TiO2纳米棒阵列的表面形貌,增大其比表面积,同时探索经刻蚀TiO2纳米棒阵列膜应用于CdS/CdSe量子点敏化太阳能电池的光阳极；(2)通过水热模板法在FTO透明导电基底表面制备Co9S8空心纳米针阵列,并将这种Co9S8电极作为对电极应用到量子点敏化太阳能电池。主要研究成果如下：1.采用水热法在FTO透明导电基地表面制备了超长金红石TiO2纳米棒阵列膜,通过水热刻蚀改变TiO2纳米棒阵列的形貌、增大膜层的比表面积。在TiO2纳米棒阵列膜表面沉积CdS和CdSe量子点,成功制备了CdS/CdSe量子点敏化TiO2光电极。进而系统的考察了水热刻蚀对TiO2纳米棒阵列形貌的影响、CdSe量子点沉积过程的特征。还研究了通过水热刻蚀得到的不同形貌的TiO2纳米棒阵列膜与太阳能电池之间的构效关系,CdSe量子点沉积量对电池性能的影响。证实了较长(>10μm)的TiO2纳米棒阵列膜可以获得更好的光电性能。制备的CdS/CdSe量子点敏化TiO2纳米棒阵列光电极获得了17.22mA/cm2的短路电流密度,这是目前基于CdS/CdSe量子点敏化TiO2纳米棒阵列光阳极太阳能电池的最高纪录。2.采用简单的化学水浴法在FTO透明导电基底表明制备了均匀规整的Co(CO3)0.35Cl0.2(OH)1.10·1.74H2O纳米针阵列膜层,并通过水热法将这种纳米针阵列转化为Co9S8空心纳米针。用TiCl4水溶液对FTO导电基底预处理以提高Co9S8纳米针阵列膜层与FTO导电基底结合力。首次实现了在FTO导电基底表面制备数微米长的Co9S8空心纳米针阵列膜。进而系统地研究了Co(CO3)0.35Cl0.20(OH)1.10.74H2O转化为Co9S8的过程,并阐明了实心结构纳米针转换为空心结构纳米针的转换机理。通过退火处理提高Co9S8空心纳米针阵列的结晶度,并将制备的Co9S8电极应用于量子点敏化太阳能电池对电极,使量子点敏化太阳能电池的光电转换效率到达3.72%,这比基于Pt对电极的量子点敏化太阳能电池的光电转换效率提高了近75%。
【作者】陈畅；
【导师】林昌健；
【作者基本信息】厦门大学，物理化学，2014，硕士
【关键词】TiO2纳米棒阵列；CdS/CdSe量子点敏化太阳能电池；Co9S8空心纳米针阵列对电极；光电转换效率；

【参考文献】
[1]马天蔚.吃透银行——中联集团中国公司总裁戴江鸿先生访谈[J].每周电脑报,2002,20:53.
[2]刘志勇,孙常胜,蔡涛,张娟,陈杰.数据库与数据挖掘技术在温室蔬菜栽培决策支持系统中的运用[A].中国自动化学会智能自动化专业委员会.2003年中国智能自动化会议论文集（下册）[C].中国自动化学会智能自动化专业委员会:,2003:5.
[3]陈龙成.注射型聚甲基丙烯酸甲酯填充结合钢板螺钉与自体骨移植结合钢板螺钉固定胫骨平台骨折的生物力学研究[D].河北医科大学,外科学（专业学位）,2013,硕士.
[4]汪泉.CD4~+Nrp1~+调节性T细胞在脏缺血预适应中的作用及机制研究[D].华中科技大学,肾内科,2013,硕士.
[5]张艺华.稀土与芳香磺酸、2，2’-联苯二甲酸配合物的制备与表征[D].首都师范大学,分析化学,2014,硕士.
[6]孙艳艳.压缩感知在雷达信号处理中的应用研究[D].南京大学,信号与信息处理,2013,硕士.
[7]刘晶磊.乌市电台媒体资产管理系统设计与实现[D].大连理工大学,计算机技术（专业学位）,2012,硕士.
[8]荣寿孙.我国摄录一体机市场[J].今日电子.1994(03)
[9]谷焕娜.基于双目视觉的农田作物三维信息获取[D].内蒙古大学,计算机科学与技术,2013,硕士.
[10]孙军浩.铝/钛和铝/热挤压钢异种金属CMT焊接性分析[D].兰州理工大学,材料加工工程,2014,硕士.
[11]任鹏举.芽孢杆菌及其脂肽化合物诱导烟草抗TMV的效果和机理的研究[D].南京农业大学,植物病理学,2013,硕士.
[12]宋开文.公共服务均等化视域下农村社区教育问题研究[D].中国矿业大学,行政管理,2014,硕士.
[13]哈腾夫.城市豪布斯卡（HOPSCA）模式综合体初探[D].北京交通大学,2010.
[14]冉登培.贵州地区茶叶微量元素分析及稀土影响因素探究[D].西南大学,茶学,2014,硕士.
[15]王祥科.给海外科学家传递积极信号[J].神州学人,2014,11:20-23.
[16]翟静.我国上市公司独立董事激励机制研究[D].重庆大学,工商管理,2003,硕士.
[17]仵倩.蓝泰科技互联网数据中心大客户营销策略研究[D].天津大学,工商管理,2013,硕士.
[18]尚守哲.金融投资行业知识服务系统的分析与设计[D].大连理工大学,控制科学与工程,2003,硕士.
[19]王海凤.工业控制网络的异常检测与防御资源分配研究[D].浙江大学,控制理论与控制工程,2014,硕士.
[20]徐涵.科研项目数据入库模块的设计与实现[D].华中科技大学,电子与通信工程,2013,硕士.
[21]胡文锋.我国戒毒康复矫治模式探析[D].西南交通大学,公共管理（专业学位）,2014,硕士.
[22]本报记者林政伟.手机厂商攻坚电池技术受限电池材料难创新[N].通信信息报,2015-06-03B07.
[23]杨永升.猪印记基因MAGEL2组织表达分析和启动子的克隆与活性分析[D].西南大学,动物学,2013,硕士.
[24]夏幼明,解敏,周雯.数据挖掘方法分析与评价[J].云南师范大学学报(自然科学版),2003,02:7-16.
[25]谢婉莹.动态版画影像：版画新媒介的表达[D].青岛大学,美术学,2013,硕士.
[26]罗秀昌.基于多核网络处理器的SSL安全网关加解密技术实现[D].国防科学技术大学,软件工程,2012,硕士.
[27]高云庆.创新型教师素质与成长研究[D].西北师范大学,教育,2003,硕士.
[28]喻乐飞.柠条中密度纤维板生产备料工艺的探讨[J].林产工业.2003(02)
[29]蔺小军,单晨伟,王增强,史耀耀.航空发动机叶片型面三坐标测量机测量技术[J].计算机集成制造系统,2012,01:125-131.
[30]程松涛.马克思的理论教育思想及其价值研究[D].天津师范大学,马克思主义基本原理,2014,博士.
[31]高照明.肝素钠中主要杂质的NMR定量分析方法及污染肝素的分离技术研究[D].青岛科技大学,无机化学,2012,硕士.
[32]刘佳.高管团队金融背景特征与上市公司投融资决策的实证研究[D].西南交通大学,金融学,2014,硕士.
[33]姚保栋.行政村尺度血吸虫病及中间宿主钉螺时空分布及钉螺孳生地水体动态监测[D].复旦大学,流行病与卫生统计学,2012,硕士.
[34]石路晶,贾长明.导热高分子材料在电子封装领域应用研究[J].包装工程,2014,17:127-130+134.
[35]于飞.齐鲁银行理财产品销售系统设计与实现[D].山东大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[36]孙建雅.银行业风险承担的影响因素研究[D].华侨大学,金融（专业学位）,2014,硕士.
[37]刘晖.论社会整体利益之经济法制度体系[D].中国政法大学,经济法学,2013,硕士.
[38]苗轶群,江全元,曹一家.基于微电网的电动汽车换电站运营策略[J].电力系统自动化,2012,15:33-38+100.
[39]钞莹.采用后处理装置的柴油机颗粒的拉曼光谱研究[D].河南科技大学,2014.
[40]任晔.牡丹江管理局水资源预测及承载力研究[D].东北农业大学,农业工程（专业学位）,2013,硕士.
[41]蔡小帅.Zernike矩形状描述子不变量研究[D].太原科技大学,计算机应用技术,2014,硕士.
[42]侯红胜.电动机构用稀土永磁无刷直流电动机控制系统研究[D].西北工业大学,电机与电器,2004,硕士.
[43]赵铁梅.虚拟场景绘制加速技术研究及应用[D].西安电子科技大学,计算机应用技术,2012,硕士.
[44]陈聪.公共政策制定过程中公众参与程序研究[D].吉林大学,行政管理,2014,硕士.
[45]蒋大奎,李波,曹立思.考虑转包的平行机供应链排序[J].控制与决策,2014,05:951-955.
[46]利民.花类蒙草药显微图像预处理与分割[D].内蒙古师范大学,光学,2013,硕士.
[47]师建国.行星传动无级变速装置的研究与仿真[D].辽宁工程技术大学,机械设计及理论,2004,硕士.
[48]梁燕华,郭鹏,朱煜明,赵静.基于区间数的多时点多属性灰靶决策模型[J].控制与决策,2012,10:1527-1530+1536.
[49]季维凌.RFID技术在上海内河航务、海事管理中的应用研究[D].复旦大学,软件工程,2012,硕士.
[50]刘玲,肖嵘.连续属性离散化算法SHD及其改进[J].计算机工程与应用,2001,09:97-99+116.