柔性基体上无机半导体纳米结构的低温化学可控制造及其光电转换性能研究

太阳能利用是解决人类面临的能源和环境问题的一个重要出路。太阳能电池技术则是太阳能利用的重要途径。相对于常规玻璃衬底DSSC，柔性DSSC具有重量轻、挠性好、抗冲击、成本低、可进行各种形状或表面设计等优点，便于大面积生产, 降低生产成本。但是柔性基体限制光阳极的制造只能选择低温制膜技术。然而，常规低温制膜技术使得光阳极粒子间及粒子与基板间的化学连接和物理连接较差，半导体膜的附着强度不及高温烧结的电极，导致柔性DSSC效率低下。本项目旨在探索柔性基体上无机半导体纳米结构的低温可控制造新方法，通过在柔性基体上无机半导体纳米结构生长和组装的控制，获得具有纳米结构可调且附着力好的柔性DSSC光阳极，提高柔性DSSC的效率；并系统研究低温可控制造新方法所制得的光阳极纳米结构-光电转换性能之间的关系，揭示柔性DSSC光阳极制造过程纳米结构与电池的性能演变规律。

本项目将连续离子层吸附与反应法应用于柔性基体上可控制造交联BiOI纳米片，发展了一种基于室温制备BiOI交联纳米片的新方法，并将所制得的BiOI纳米片组装成柔性光电化学太阳能电池，并系统BiOI纳米片的生长机理，为柔性太阳能电极的新型低温可控制造奠定基础；我们还将室温制备的BiOI纳米片阵列应用构建有机磷农药生物传感器。该传感器具有低的检出限，高的稳定性、重现性和特异性；为了提高电荷的分离效率，我们低温构建了BiOI/Bi2S3异质结薄膜，并将其组装成柔性光电化学太阳能电池，结果表明异质结的构建能有效提高电池的转化效率。.我们还发展了一种操作简单、可大规模室温合成、溶剂可回收和低成本原位制备Ag2S纳米片阵列的方法，在室温条件下制备了Ag2S纳米片薄膜，并将其应用于构筑Ag2S:P3HT有机-无机杂化太阳能电池。该电池具有非常突出的光电流密度。此外，我们以连续离子层吸附与反应法室温制备了Bi2S3纳米球薄膜，研究了其与P3HT形成有机-无机杂化太阳能电池的光电转换效率。