量子点敏化半导体多孔微球的构筑及其在太阳电池光阳极中的应用研究

基本信息
批准号:21203082
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:张宇
学科分类:
依托单位:辽宁大学
批准年份:2012
结题年份:2015
起止时间:2013-01-01 - 2015-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:林申,王蕾,李晓佳,孙杰
关键词:
量子点敏化太阳电池光散射电荷扩散半导体多孔微球光阳极
结项摘要

To improve the visible-light utilization and photogenerated charges transfer performance, semiconductor porous microspheres with light scattering effect will be synthesized firstly. Then according to the principle of energy band matching, the electrodes based on semiconductor porous microspheres will be sensitized by the quantum dots. At last, the electrodes will be used as photoanodes to fabricate quantum-dots-sensitized solar cells. The properties of photogenerated charges in the photoanodes will be thoroughly and systematically studied by surface photovoltage measurements, and the law of generation, separation and recombination of photogenerated charges will be revealed. The relationship of the semiconductor thin film structure (interface structure, pore size, porosity, grain size, grain type), the behavior of photogenerated charges, photoelectric conversion efficiency of the solar cells will be explored to provide the basis for optimizing the structure and properties of the photoelectric conversion materials. The diffusion behavior of photogenerated electrons will be controlled by reducing the defect states and introducing electron transporting materials. At last, experimental and theoretical improvements of the photoanode model will be obtained to build quantum-dots-sensitized solar cells with high photoelectric conversion efficiency.

以提高可见光利用效率和光生电荷传输性能为目标,首先制备具有光散射效应的半导体多孔微球材料,再根据能级匹配原则设计量子点敏化的半导体多孔微球薄膜电极,最后以该电极为光阳极构筑高效量子点敏化太阳电池。利用表面光伏技术深入系统的研究所构筑的光阳极内部光生电荷性质,揭示该结构下光生电荷的产生、分离、复合过程的规律。探索半导体薄膜结构(界面结构、孔径、孔隙度、粒径、晶型)、光生电荷行为、太阳电池光电转换效率三者之间的关系,为优化光电转换材料的结构和性能提供依据。通过降低材料内部缺陷态以及引入电子传输材料来实现光生电子扩散的调控。最终从实验和理论上完善高效量子点敏化太阳电池光阳极模型,构筑具有高光电转换效率的量子点敏化太阳电池。

项目摘要

本研究围绕太阳电池光阳极材料的光散射、能带结构、界面电荷分离等问题,制备了尺寸在亚微米级别的高比表面积半导体多孔微球,依据能级匹配原则对半导体多孔微球进行了量子点敏化,最终作为太阳电池光阳极材料进行研究。通过系统的研究,积累了丰富数据,创立相应的理论模型,形成有创新特点的测试方法。取得了一些重要研究成果:1)TiO2介孔微球展现了良好的可见光光散射能力,比表面积达到197 m2/g。2)硫族半导体敏化的多孔微球具有很好的界面电荷分离能力,基于其制备的太阳电池短路电流达到8 mA/cm2。 3) p型半导体BiOI和石墨烯量子点(GOQDs)作为新型材料应用在量子点敏化太阳电池,获得了较好的光电转换效率。4)表面光伏调制频率技术被用于研究量子点敏化太阳电池光阳极材料,获得了光生电荷在电极内扩散传输及复合性质。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

DOI:10.7498/aps.67.20171903
发表时间:2018
2

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
3

气相色谱-质谱法分析柚木光辐射前后的抽提物成分

气相色谱-质谱法分析柚木光辐射前后的抽提物成分

DOI:10.14067/j.cnki.1673-923x.2018.02.019
发表时间:2018
4

内点最大化与冗余点控制的小型无人机遥感图像配准

内点最大化与冗余点控制的小型无人机遥感图像配准

DOI:10.11834/jrs.20209060
发表时间:2020
5

氯盐环境下钢筋混凝土梁的黏结试验研究

氯盐环境下钢筋混凝土梁的黏结试验研究

DOI:10.3969/j.issn.1001-8360.2019.08.011
发表时间:2019

张宇的其他基金

批准号:81760259
批准年份:2017
资助金额:34.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:21506215
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31301211
批准年份:2013
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81603573
批准年份:2016
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81660253
批准年份:2016
资助金额:36.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81771495
批准年份:2017
资助金额:59.00
项目类别:面上项目
批准号:11174240
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:51508412
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31460197
批准年份:2014
资助金额:50.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:11101103
批准年份:2011
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50202009
批准年份:2002
资助金额:8.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:40975008
批准年份:2009
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:61100183
批准年份:2011
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31801336
批准年份:2018
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11805001
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81300254
批准年份:2013
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61702095
批准年份:2017
资助金额:29.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81202482
批准年份:2012
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51306197
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61675086
批准年份:2016
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:51208427
批准年份:2012
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50877032
批准年份:2008
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:41705140
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41102211
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31801680
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41276040
批准年份:2012
资助金额:89.00
项目类别:面上项目
批准号:50875159
批准年份:2008
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:61673341
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:11375005
批准年份:2013
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:41476123
批准年份:2014
资助金额:89.00
项目类别:面上项目
批准号:71103096
批准年份:2011
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61005085
批准年份:2010
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41275016
批准年份:2012
资助金额:96.00
项目类别:面上项目
批准号:91951117
批准年份:2019
资助金额:83.00
项目类别:重大研究计划
批准号:91537106
批准年份:2015
资助金额:86.00
项目类别:重大研究计划
批准号:41676023
批准年份:2016
资助金额:75.00
项目类别:面上项目
批准号:50175066
批准年份:2001
资助金额:18.00
项目类别:面上项目
批准号:61073129
批准年份:2010
资助金额:31.00
项目类别:面上项目
批准号:61306088
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61106039
批准年份:2011
资助金额:38.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81571806
批准年份:2015
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:51901027
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11005056
批准年份:2010
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51805555
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51102287
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61305071
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41801266
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51672314
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:61905039
批准年份:2019
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61472105
批准年份:2014
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:61305028
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41676177
批准年份:2016
资助金额:75.00
项目类别:面上项目
批准号:61874142
批准年份:2018
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:31501856
批准年份:2015
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11875158
批准年份:2018
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:51004076
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81703126
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81800187
批准年份:2018
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81371254
批准年份:2013
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:41506031
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30870679
批准年份:2008
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:71903095
批准年份:2019
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31570190
批准年份:2015
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:41702065
批准年份:2017
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11902206
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51708148
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:60503072
批准年份:2005
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81460219
批准年份:2014
资助金额:47.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:61202457
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31170959
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:60571031
批准年份:2005
资助金额:24.00
项目类别:面上项目
批准号:81302547
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11901511
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61475062
批准年份:2014
资助金额:82.00
项目类别:面上项目
批准号:31860183
批准年份:2018
资助金额:40.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:31660187
批准年份:2016
资助金额:39.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:51903077
批准年份:2019
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

双量子点-染料复合敏化ZnO纳米管光阳极的构筑及其光伏性质研究

批准号:51572102
批准年份:2015
负责人:唐一文
学科分类:E0207
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
2

多组分量子点共敏化光阳极研究

批准号:21771063
批准年份:2017
负责人:李艳
学科分类:B0103
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
3

核壳Au@量子点共敏化光阳极及其界面电荷传输机理研究

批准号:61804115
批准年份:2018
负责人:王媛
学科分类:F0403
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
4

高效量子点敏化太阳电池

批准号:91433106
批准年份:2014
负责人:钟新华
学科分类:E02
资助金额:100.00
项目类别:重大研究计划