检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：高相东顾正莹李效民中国科学院上海硅酸盐研究所

无论对基于联吡啶钌染料的传统染料敏化太阳能电池(DSSC),还是基于钙钛矿/量子点敏化剂的新型太阳能电池,具有纳米多孔结构的光阳极均是光电转换过程的核心,其微观结构有序性、比表面积、电子输运特性等对电池光电转换效率影响巨大。本... 详细信息

无论对基于联吡啶钌染料的传统染料敏化太阳能电池(DSSC),还是基于钙钛矿/量子点敏化剂的新型太阳能电池,具有纳米多孔结构的光阳极均是光电转换过程的核心,其微观结构有序性、比表面积、电子输运特性等对电池光电转换效率影响巨大。本文主要探讨如何运用具有高比表面积的气凝胶材料增强光阳极的结构与功能。气凝胶材料采用溶胶凝胶-常压干燥技术获得,主要探讨了三种形式气凝胶结构的制备方法及其复合光阳极的光电转换性能及机理:(1)氧化硅-氧化钛复合气凝胶,(2)多级结构氧化钛气凝胶,(3)氧化钛气凝胶薄膜。前两种复合光阳极均系将气凝胶粉体与水热TiO2浆料混合、从而形成复合浆料,再经"刮涂"获得;第三种复合光阳极则将气凝胶薄膜作为FTO导电基底与介孔TiO2的阻挡层,用以替代传统的致密结构阻挡层。通过深入分析各复合光阳极的微观结构与光学、电学性能,探讨了以气凝胶材料增强DSCC光电转换性能的基本方法。在传统光阳极体系引入气凝胶结构可显著提高染料负载量(幅度:40-110%)及光散射功能,光电转换效率增幅达16-29%。而基于气凝胶膜的介孔阻挡层则为抑制导电基底-电解液界面再复合反应提供了新的思路。

关键词：染料敏化太阳能电池复合光阳极气凝胶

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第二届全国太赫兹科学技术与应用学术交流会征文通知（第二轮）

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太赫兹科学与电子信息学报 2014年第4期 640-640页

中国兵工学会太赫兹应用技术专业委员会是2011年经国家民政部和中国科协批准成立的太赫兹领域的全国性学会，挂靠中国工程物理研究院。专委会于2012年9月14~17日在北京举办了“第一届全国太赫兹科学技术与应用学术交流会”，7位院士、2...

中国兵工学会太赫兹应用技术专业委员会是2011年经国家民政部和中国科协批准成立的太赫兹领域的全国性学会，挂靠中国工程物理研究院。专委会于2012年9月14~17日在北京举办了“第一届全国太赫兹科学技术与应用学术交流会”，7位院士、23名特邀报告专家、近300名来自全国各地从事太赫兹科学技术与应用研究的专家学者和科研人员出席了大会。根据专委会活动计划，现定于2014年10月17~20日在上海举办“第二届全国太赫兹科学技术与应用学术交流会”，会议由中国兵工学会太赫兹应用技术专业委员会主办，中国工程物理研究院太赫兹科学技术研究中心承办，中国工程物理研究院科协协办。本届学术交流会的主题是：“加强太赫兹基础研究推动太赫兹应用发展”。会议同时作为中国兵工学会太赫兹应用技术专业委员会2014年学术年会，会议期间将召开专委会第一届四次全体委员工作会议，并举办专题学术研讨会。

关键词：

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富勒烯二分体的超分子诱导效应及其在大面积柔性光伏器件中的应用

富勒烯二分体的超分子诱导效应及其在大面积柔性光伏器件中的应用

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第一届新型太阳能电池暨钙钛矿太阳能电池学术研讨会

作者：李耀文李超毛霖陈立桅苏州大学材料与化学化工学部高分子科学与工程系中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所

异质结有机太阳能电池活性层的多尺度结构、相分离尺度、以及有序度等因素对于活性层中激子的分离和传输有着至关重要的影响。我们的工作主要利用超分子自组装的方法构筑有序活性层,从而发展一种无需后处理的活性层加工技术。含有C和三... 详细信息

异质结有机太阳能电池活性层的多尺度结构、相分离尺度、以及有序度等因素对于活性层中激子的分离和传输有着至关重要的影响。我们的工作主要利用超分子自组装的方法构筑有序活性层,从而发展一种无需后处理的活性层加工技术。含有C和三辛氧基苯的富勒烯二分体（PCBB-C8）由于C空间几何效应导致的强π-π堆积效应,烷基链之间强范德华作用力及可伸曲性,使得PCBB-C8与聚3-己烷噻吩（P3HT）共混溶液在旋涂过程中不仅C能有形成有序的微尺度聚集,同时PCBB-C8中的柔性基团可以为P3HT提供结晶所需的自由空间体积。从而获得高结晶性和理想尺度相分离的有序活性层。1由于柔性太阳能电池基底材料多为聚对苯二甲酸乙二酯（PET）,其较低的玻璃态转变温度限制了热退火的P3HT:PCBM活性层制备技术的应用。利用富勒烯二分体超分子诱导有序活性层制备技术,可以很好地避免柔性基底的这些缺点。基于高分辨率的Ag网格/PET基底的太阳能电池反式器件（器件面积为1.21 cm2）,获得了2.4%的光电转换效率。2进一步优化该基底Ag网格,并采用新的反式器件结构PET/Ag-grid/PH1000/ZnO/PFN/Active layer/MoO/Ag,于P3HT:PCBM体系得到3.36%器件效率,于PTB7:PCBM体系得到5.85%（器件面积同样为1.21 cm）。该效率也是目前大面积柔性太阳能电池的最高效率。

关键词：富勒烯二分体超分子诱导效应网格银基底大面积柔性有机太阳能电池

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CulnZnS@Graphene纳米复合材料在锂电池中的应用

CulnZnS@Graphene纳米复合材料在锂电池中的应用

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第一届新型太阳能电池暨钙钛矿太阳能电池学术研讨会

作者：唐孝生臧志刚光电技术及系统教育部重点实验室重庆大学光电工程学院

锂离子二次电池由于工作电压高、比能量高、安全性好、无记忆效应、无环境污染等优点,被认为是最能满足未来社会可持续发展要求的高能电池之一.然而当前锂离子电池无法满足持续增长的能量密度需求,因此,迫切需要开发高能量密度、高倍... 详细信息

锂离子二次电池由于工作电压高、比能量高、安全性好、无记忆效应、无环境污染等优点,被认为是最能满足未来社会可持续发展要求的高能电池之一.然而当前锂离子电池无法满足持续增长的能量密度需求,因此,迫切需要开发高能量密度、高倍率性能好的电池材料,使得锂离子电池的能量密度和功率密度满足当前需求.近年来,过渡金属化合物由于可以发生还原和锂合金的反应,表现出比传统石墨负极更高的比容量而被广泛研究.近期的研究表明,CuInZnS四元合金材料具有很强的嵌锂性能,其理论比容量可以达到1039mAhg-1,远远高于石墨的理论容量372mAhg-1,作为替代传统锂电池负极材料有着非常广的应用前景.本文主要采用水热法制备了CIZS@graphene纳米复合物，并且用作锂电池负极材料。CIZS@graphene纳米复合物在充放电速率为100mAg-1时，展示出1623mAhg-1，的高初始比容量;而在充放电速率为2000mAg-1的条件下，其可逆比容量在480次循环后可以从389mAhg-1，增长到494mAhg-1，这表明CIZS@graphene纳米复合物在高倍率充放电情况下表现出非常稳定的性能。此外其电化学阻抗测试表明，CIZS@graphene纳米复合物在高倍率循环下其电荷阻抗下降，这可能是其储电性能稳定的原因。

关键词：锂电池纳米复合材料制备工艺性能评价

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平面异质结型钙钛矿类太阳电池器件衰减负载依赖性研究

平面异质结型钙钛矿类太阳电池器件衰减负载依赖性研究

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第一届新型太阳能电池暨钙钛矿太阳能电池学术研讨会

作者：张连萍唐峰武娜陈立桅马昌期中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所印刷电子技术研究中心中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所国际实验室

钙钛矿太阳电池所采用的具有有机-金属卤化物半导体材料具有良好的光吸收、光电转换特性以及优异的光生载流子输运特性。目前实验室样品光电转换效率已接近20%,具有非常广阔的应用前景[1]。在钙钛矿太阳电池器件性能逐步提升的同时,其... 详细信息

钙钛矿太阳电池所采用的具有有机-金属卤化物半导体材料具有良好的光吸收、光电转换特性以及优异的光生载流子输运特性。目前实验室样品光电转换效率已接近20%,具有非常广阔的应用前景[1]。在钙钛矿太阳电池器件性能逐步提升的同时,其器件稳定性成为实用化过程中的一个关键。理解钙钛矿类电池器件的衰减物理过程,对提高器件的使用寿命具有十分重要的意义。本文初步研究了平面异质结型钙钛矿太阳电池器件在色温为6000 K的LED光源持续照射下的衰减过程,发现器件的衰减过程随器件外加负载的增加而加快。本文所制备的器件结构如图1a所示,其初始效率为9%左右(图1b)。为了更加真实模拟器件在实际使用过程中的衰减过程,器件是在持续光照条件性进行。实验所用的光伏器件性能衰减测试系统,能够自动进行IV扫描测试,实时记录器件的性能参数(图2),并能够根据实验需求对器件外加负载进行跟踪扫描。图2为器件A的四个性能参数(Voc,Jsc,FF,mpp)随时间变化关系曲线。为了研究器件的外加负载对其衰减过程的影响,器件测试过程中,分别在3.3小时及70小时处做了两次外加负载的调整。从图2及图3的结果中可以看出,器件的衰减过程同器件的外加负载具有很强的依赖性。当器件为开路时,器件随光照测试时间的延长,器件开路光电压(Voc)逐渐升高,而器件的短路电路(Jsc)及FF均发生衰减下降;而当器件接入同器件最大功率输出(mpp)相当的负载时,器件的开路电压趋于稳定,器件电流衰减也得到减缓。这一结果表明,外部电场对器件的衰减过程具有明显作用,其相应的机制正在深入研究过程中。

关键词：钙钛矿类太阳电池平面异质结稳定性外加负载依赖性

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高效柔性SnO2/MgO复合薄膜光阳极制备及光电性能研究

高效柔性SnO2/MgO复合薄膜光阳极制备及光电性能研究

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第一届新型太阳能电池暨钙钛矿太阳能电池学术研讨会

作者：李胜军陈增李涛李伟卫超超张伟风河南大学光伏材料省重点实验室河南大学物理与电子学院

染料敏化太阳能电池制备工艺简单,光电转换效率相对较高,最近吸引了全世界科研工作者的注意,其光电转换效率已达到了12.3%。染料敏化太阳能电池的最高效率基于纳米晶TiO电极,然而电池中采用的有机电解质体系,在紫外光催化下,有可能被Ti... 详细信息

染料敏化太阳能电池制备工艺简单,光电转换效率相对较高,最近吸引了全世界科研工作者的注意,其光电转换效率已达到了12.3%。染料敏化太阳能电池的最高效率基于纳米晶TiO电极,然而电池中采用的有机电解质体系,在紫外光催化下,有可能被TiO分解,影响电池的长期稳定性。其他一些半导体材料,如:SnO、ZnO、NbO和WO等材料也被用作染料敏化太阳能电池的光阳极材料,其中SnO已被广泛应用于透明导电玻璃、气体传感器和锂离子电池等,SnO具有3.6eV的宽带隙,可以保证在自然太阳光光照下,染料敏化太阳能电池的稳定性通过简单易行的方法制备了SnO/MgO复合颗粒团聚体,拉曼光谱表明,在SnO表面包覆了一薄层MgO,该团聚体颗粒具有较大的比表面积,约为74.27mg。采用电泳沉积技术在ITO/PEN衬底上制备了SnO/MgO复合薄膜,通过低温高压水热进行薄膜低温晶化处理,电子的寿命得到有效提高,组装电池的短路光电流和光电转换效率均得到有效提高,经优化后,电池的光电转换效率达到了5.48%。另外研究发现机械挤压可以更有效地提高SnO/MgO复合薄膜光阳极的短路光电流,可以达到18.1mAcm,经机械挤压后,薄膜光阳极在400-600nm波段的IPCE值比高温烧结薄膜光阳极更高,电池整体转换效率约为6.5%。

关键词：柔性染料敏化太阳能电池 SnO2/MgO 电泳沉积机械挤压

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高效大面积聚合物太阳电池

高效大面积聚合物太阳电池

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第一届新型太阳能电池暨钙钛矿太阳能电池学术研讨会

作者：吴凡叶峰张通赵晓礼杨小牛中国科学院长春应用化学研究所

聚合物太阳电池具有柔性、薄、轻等特点,可以采用卷对卷工艺批量生产。囿于高效率光电活性材料以及大面积制备技术等技术瓶颈,聚合物太阳电池的研究主要集中于实验室小面积器件的制备。美国Konarka公司早先已经实现聚合物太阳电池的卷... 详细信息

聚合物太阳电池具有柔性、薄、轻等特点,可以采用卷对卷工艺批量生产。囿于高效率光电活性材料以及大面积制备技术等技术瓶颈,聚合物太阳电池的研究主要集中于实验室小面积器件的制备。美国Konarka公司早先已经实现聚合物太阳电池的卷对卷生产,然而终因其光电转换效率低、价格高等原因而宣布破产保护。为进一步推动我国新型太阳电池大面积化研究进程,杨小牛研究员研究组在科技部国家高技术研究发展计划、国家自然科学基金委、中国科学院"太阳能行动计划"等支持下展开了有机聚合物太阳电池高性能和大面积化技术的研究并取得突破性进展。据报道,聚合物太阳电池实验室最高效率已经超过10%,1然而其不但面积仅数个毫米见方,而且制备条件要求苛刻。当电池的面积增加到数个平方厘米时或者在大气环境中制备,其光电转换效率会急剧下降。为了解决这一国际难题,研究小组利用超声喷涂技术的大面积化生产装置整合材料设计合成筛选、光敏层及各功能层大面积制备工艺、大面积模组制备、封装及老化等方面优化了整个聚合物太阳电池大面积制备工艺。研究团队通过材料设计合成解决了材料的稳定性、溶解性以及对光敏层厚度敏感性等因素对大面积工艺的限制;优化各功能层和光敏层电子墨水配方和成膜工艺,最大限度的抑制了由于大面积制备工艺薄膜质量下降而导致的光电转化效率随电池面积增加而急剧衰减的问题;大面积模组电池制备寻求模组面积和有效面积平衡,实现最优模组效率;封装及老化测试进一步将聚合物太阳能电池推向应用。该研究团队采用大面积工艺制备了面积约为1厘米见方的电池模块,其光电转换效率达到5.0%。当电池模块面积增加至10.2平方厘米,其光电转换效率仍高达4.2%;面积大于100平方厘米电池模组器件效率达到3.5%,均已达到世界领先水平(相对于已报道的具有类似面积的电池)。2,3采用该生产线可以在玻璃或者柔性基底上制备大面积太阳电池模组,并能实现半连续化生产。效率、价格和寿命是衡量太阳电池能否产业化的三个基本指标参数,如何制备高效率、低成本和长寿命的柔性太阳电池模组是聚合物太阳电池研究的核心问题。目前,研究团队正在完善聚合物给体材料的分子设计和大面积太阳电池的制备及后处理工b艺,积极探索在柔性透明基底上制备大面积聚合物太阳电池模组,并通过材料选择以及模组封装延长电池的寿命,以期在中长期驻空飞行器、便携式电子设备获得应用。

关键词：共轭聚合物太阳电池大面积化

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硅微/纳米结构及其在太阳能电池中的应用

硅微/纳米结构及其在太阳能电池中的应用

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第一届新型太阳能电池暨钙钛矿太阳能电池学术研讨会

作者：李美成宋丹丹张志荣赵兴崔鹏付鹏飞华北电力大学

作为太阳能电池中一种重要的材料,硅微/纳米结构具有独特的光学、电学性能,在新型太阳能电池设计中有很大的应用优势,如作为减反射材料、光吸收材料、电荷传输材料等;同时硅微/纳米结构也为新型太阳能电池,如径向异质结太阳能电池等,提... 详细信息

作为太阳能电池中一种重要的材料,硅微/纳米结构具有独特的光学、电学性能,在新型太阳能电池设计中有很大的应用优势,如作为减反射材料、光吸收材料、电荷传输材料等;同时硅微/纳米结构也为新型太阳能电池,如径向异质结太阳能电池等,提供了设计与构建的主体材料。此外,硅微/纳米结构具有潜在的柔性优势,为高效率硅基柔性太阳能电池的制备与应用提供了可能。我们对微/纳米结构及微米-纳米复合结构的设计与制备开展了研究。利用金属Ag辅助催化刻蚀的方法,研究了硅微/纳米结构的制备以及在硅微/纳米结构的表面制备纳米结构的方法与原理,提出了利用一步法刻蚀多孔硅纳米线、无掩膜法刻蚀纳米线/微米柱新型复合结构以及金属纳米粒子等离激元辅助刻蚀硅漏斗状纳米结构的方法,并深入研究了硅微/纳米结构的形成机理。硅微/纳米结构具有独特的光学性质。我们对比了不同硅微/纳米结构的减反射特性,发现硅纳米线阵列在宽光谱范围内(300-1000nm)体现出了优异的减反射特性(<3%);相比轻掺杂硅纳米线阵列,重掺杂情况下的硅纳米线阵列在近红外方向具有更好的减反射特性;硅纳米线阵列高度的增大也极大地降低了表面反射率。利用Ag纳米结构激发的等离激元效应,通过在硅微/纳米结构表面沉积金属Ag纳米结构,硅微/纳米结构在特定波长下的表面反射率得到进一步降低。同时,我们证明了Ag/硅复合纳米柱具有优异的聚光特性及远距离光传播效应。利用硅微/纳米结构与聚合物复合,制备并研究了不同硅微/纳米结构特征对电池性能的影响,初步获得了近10%的光电转换效率。同时利用硅微/纳米结构与石墨烯构建新型太阳能电池,对高质量石墨烯的制备及其生长机理进行了研究,获得了较大面积的单晶少层石墨烯;利用石墨烯与硅微/纳米结构构建太阳能电池体现出了光伏转换特性。晶硅太阳能电池的柔性开发将有力促进高效率柔性太阳能电池的发展。我们对获得具有柔性特征的硅微/纳米结构的方法进行了研究,提出了超薄硅片的简易制备技术、硅纳米线的横向刻蚀转移技术、以及硅纳米线阵列的简易转移方法,为构建柔性硅微/纳米结构单元提供了基础。同时,利用获得的硅微/纳米结构制备在柔性衬底上,获得了基于单晶硅微/纳米结构的柔性太阳能电池器件。

关键词：硅微/纳米结构太阳能电池减反射电荷传输柔性

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柔性电池的柔性服役行为、效率奇异升高及电池结构优化设计

柔性电池的柔性服役行为、效率奇异升高及电池结构优化设计

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第一届新型太阳能电池暨钙钛矿太阳能电池学术研讨会

作者：杨冠军李成新李长久西安交通大学金属材料强度国家重点实验室

以柔性、质轻、可弯曲的柔性基底组装的柔性染料敏化太阳电池（Flexible DSSC）,因独特的应用优势而备受关注,是可能有力推进染敏电池逐步走向规模应用的重要结构形式。通过多年来的大量研究,学者们提出了多种行之有效的低温制备方法,... 详细信息

以柔性、质轻、可弯曲的柔性基底组装的柔性染料敏化太阳电池（Flexible DSSC）,因独特的应用优势而备受关注,是可能有力推进染敏电池逐步走向规模应用的重要结构形式。通过多年来的大量研究,学者们提出了多种行之有效的低温制备方法,逐步形成了柔性电池制备技术体系,效率得到了极大提高,已经接近硬基底电池。然而,柔性电池的实际使用过程中,将不可避免的面临长期稳定性的考验,至少包含化学稳定性和力学稳定性（或称为物理稳定性）两个重要方面,二者缺一不可。本文将集中围绕柔性电池在服役过程中的力学稳定性重要问题,以液态电解质柔性DSSC为代表性研究对象,系统介绍柔性电池的弯曲服役行为、效率变化规律和奇异性提高机理,并在此基础上进行电池的结构优化设计。在电池弯曲服役过程中,过大的弯曲程度将造成电池内电极的直接接触,从而导致短路发生。针对EIS分析表征问题,对传统等效电路模型进行改进,得到了通用于电池弯曲研究的电路模型。通常而言,电池的弯曲,无论是单此弯曲还是多次弯曲,均会造成电池效率的逐渐降低,其原因一般以电流密度的降低为主,而电压变化不大。电极组织结构分析研究表明,效率降低的主要原因是,TiO多孔薄膜内部发生了裂纹甚至开裂。当弯曲半径处于相对较大的合适范围时,实验发现了电池效率在经过弯曲之后发生奇异性提高的新现象,效率提高的幅度可达约20%。对氧化钛阳极的电化学研究结果表明,薄膜在横向和纵向两个不同方向上的电子传递特性发生了各向异性变化,即横向减弱（源于弯曲产生的横向拉应力）而纵向加强（得益于弯曲产生的纵向附加压应力）,而这种变化在电子随机行走模型中会显著提高电子向阳极导电膜定向快速输运的能力,从而降低电子复合概率,最终实现了电池效率的奇异性升高。因此,可控弯曲操作,成为有效提高电池效率的低成本新方法。基于上述研究结果,提出了高效率抗弯曲柔性电池的结构优化设计策略,即避免电池短路失效、减缓弯曲失效以及积极寻求效率提升等,并示范性的构建了包含纳米多孔层和双功能散射绝缘层的阳极结构,以期为发展高效率、长寿命、低成本的柔性电池制备技术提供参考依据。

关键词：柔性电池弯曲服役行为失效机理效率提高结构变化结构优化设计

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光电转换纳米复合材料的制备及器件

光电转换纳米复合材料的制备及器件

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第一届新型太阳能电池暨钙钛矿太阳能电池学术研讨会

作者：汪洋王科峰江嘉乔翟锦北京航空航天大学化学与环境学院

随着人类社会的不断发展,能源消耗迅速增加,能源短缺问题已经越来越突出,能源消耗带来的环境问题也日益严重,这些都成为人们普遍关注的全球热点问题[1]。因此,发展新型、洁净的可再生能源满足当今社会的发展需求已经成为一个迫切急需解... 详细信息

随着人类社会的不断发展,能源消耗迅速增加,能源短缺问题已经越来越突出,能源消耗带来的环境问题也日益严重,这些都成为人们普遍关注的全球热点问题[1]。因此,发展新型、洁净的可再生能源满足当今社会的发展需求已经成为一个迫切急需解决的问题。地球上的太阳能、风能以及潮汐能为洁净可再生能源,其中的太阳能具有广泛的应用前景[2]。针对这点我们课题组展开研究,Yang等[3]利用2维的石墨烯纳米材料引入到染料敏化太阳能电池中作为桥连的作用,增强光生电荷的传输,降低了电子负荷率以提高了光的散射率,从而光电转换效率达6.97%。Yang等[4]利用仿生的技术,使用Ti O2/石墨烯纳米片制备出类似绿叶中类囊体的垛叠结构的光阳极,通过改变垛叠的厚度来调控光电转换效率。Yang等[5]利用贵金属(Au)制备出具有拓扑结构并且有序的光井层,同时利用Au的表面等离子体共振效应提高光的捕获,从而大幅提高染料敏化太阳能电池的光电转换效率。Wang等[6]利用层层组装的技术制备了量子点Cd S敏化的Ti O2/石墨烯纳米片,所形成的垛叠结构具有高的光电响应性,其中石墨烯的引入能够极大的提高光电子的产生,这种垛叠结构能够同时利用石墨烯的导电性和量子点Cd S的捕光作用能够提高电池器件的光电转换效率。同时,课题组利用贵金属(Au)表面等离子共振效应,稀土掺杂,石墨烯等材料通过提高电子-空穴分离,光吸收,增加光路径,降低光电子复合等方式提高光电转换效率,以期获得更高的光电转换效率。面对摆在全人类面前最亟待解决的能源问题,只有大规模地开发利用太阳能资源,这需要依赖廉价、储量丰富的材料来构筑光电器件。而染料敏化太阳能电池、量子点敏化太阳能电池、钙钛矿太阳能电池等光电器件应运而生。通过新技术和新方法,探索其调控规律,理解光生载流子的传递机制和能量存储机理,才能为新型高效的光电转换和能量存储器件和研制提供了创新的物质基础和理论指导。

关键词：染料敏化太阳能电池表面等离子体共振量子点光电转换效率

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