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CdS/CdSe/TiO2多级空心微球光阳极中量子点覆盖度的提高
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:《物理化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O646[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]河北大学化学与环境科学学院,河北保定071002, [2]北京大学化学与分子工程学院北京分子科学国家实验室,北京100871, [3]河北科技大学理学院,石家庄050018
  • 相关基金:国家自然科学基金(21133001,21303004);国家重点基础研究发展规划项目(973)(2013CB932601,2014CB239303);河北省自然科学基金(B2014208062)资助
中文摘要:

TiO2多级空心微球(THHSs)具有高的比表面积、强的光散射效应以及良好的电子传输性质,以此作为光阳极材料,可以显著提升CdS/CdSe敏化太阳能电池(QDSSCs)的性能。但基于化学浴沉积方法获得的这一类电池中量子点在光阳极表面的覆盖度通常不高(50%左右),本文发展了一种基于表面选择性吸附原理的多步沉积方法,选取特定分子(正十二硫醇)限制已有量子点的生长,通过二次沉积成功提高了CdS/CdSe在TiO2多级空壳微球表面的覆盖度。使用此方法最终得到高达85.4%的覆盖度。结果表明,量子点覆盖度的增加有效提高了电池对太阳光的利用率,使得光电流获得了明显的增加。同时,二氧化钛空白表面积的减小还可以抑制电子和空穴的复合。优化后的电池光电流密度为15.69 mA·cm-2,填充因子为0.583,电压为0.605 V,最高光电转换效率为5.30%。

英文摘要:

TiO2 hierarchical hollow spheres(THHSs) are considered an ideal material for photoanodes of CdS/CdSe quantum dot-sensitized solar cells(QDSSCs) because of their high specific surface area, strong light scattering effect, and excellent charge transfer capability. However, in a typical CdS/CdSe quantum dot deposition process, chemical bath deposition, the coverage of the CdS/CdSe quantum dots is relatively low(50%). According to the different surface properties of Cd S/Cd Se quantum dots and TiO2, we have developed a novel route to increase the quantum dot coverage while preventing their aggregation. In our method, 1-dodecanethiol was used as a surface protection molecule on the quantum dots. Then, in the secondary chemical bath deposition process, the newly emerged quantum dots grew only on the TiO2 surface and thus the coverage notably increased. Eventually, the quantum dot coverage reached 85.4%. This method effectively enhanced light utilization and led to an increase in the photocurrent of the QDSSCs. The reduced blank surface of TiO2 also efficiently suppressed electron-hole recombination. Thus, the photocurrent density was 15.69 mA·cm-2,the fill factor was 0.583, and the voltage was 0.605 V. As a result, a power conversion efficiency of 5.30% was obtained.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781