膜厚对射频磁控溅射法制备的SnS薄膜结构和光学性质的影响

利用射频磁控溅射法在玻璃衬底上制备SnS薄膜,用X射线衍射(XRD)、能谱仪(EDS)、原子力显微镜(AFM)、场发射扫描电镜(FE-SEM)和紫外-可见-近红外分光光度计(UV-Vis-NIR)分别对所制备的薄膜晶体结构、组分、表面形貌、厚度、反射率和透过率进行表征分析。研究结果表明:薄膜厚度的增加有利于改善薄膜的结晶质量和组分配比,晶粒尺寸和颗粒尺寸随着厚度的增加而变大。样品的折射率在1 500~2 500 nm波长范围内随着薄膜厚度的增加而增大。样品在可见光区域吸收强烈,吸收系数达10⁵ cm^-1量级。禁带宽度在薄膜厚度增加到1 042 nm时为1.57 eV,接近于太阳电池材料的的最佳光学带隙(1.5 eV)。     

快速退火对PLD法制备SnS薄膜结构和光学性质的影响

利用脉冲激光沉积(PLD)法在玻璃基片上室温生长SnS薄膜,并在Ar气保护下分别在200,300,400,500,600℃对薄膜进行快速退火处理。利用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)、原子力显微镜(AFM)、场发射扫描电子显微镜( FE-SEM)、紫外-可见-近红外分光光度计( UV-Vis-NIR)、Keithley 4200-SCS半导体参数分析仪研究了快速退火温度对SnS薄膜的晶体结构、表面形貌以及有关光学性质和电学性能的影响。所制备的SnS薄膜样品沿(111)晶面择优取向生长,退火温度为400℃时的薄膜结晶质量最好。薄膜均具有SnS特征拉曼峰。随着退火温度的升高,薄膜厚度逐渐减小,而平均颗粒尺寸逐渐增大。不同退火温度下的SnS薄膜在可见光范围内的吸收系数均为105 cm-1量级,400℃时退火薄膜的直接带隙为1.92 eV。随着退火温度从300℃升高到500℃,电阻率由1.85×104Ω·cm下降到14.97Ω·cm。     

超声搅拌化学浴沉积法制备大颗粒和致密的CdS薄膜

采用超声搅拌化学浴法(UCBD)在SnO2:F透明导电玻璃衬底上制备了CdS薄膜.研究了退火和CdCl2处理对UCBD-CdS薄膜的表面形貌、晶体结构和直接带隙的影响,比较了沉积时间对UCBD-CdS薄膜中CdS聚集体颗粒大小和堆积致密性的影响.结果表明,CdCl2处理可使CdS聚集体中的小颗粒重新熔合在一起,但CdS聚集体的大小并没有改变.在UCBD-CdS薄膜的沉积过程中,CdS薄膜的横向和纵向生长速率之比会随着沉积时间的不同而改变,且沉积时间是获得大颗粒的CdS聚集体和致密的UCBD-CdS薄膜的重要影响因素.当沉积时间为40min时,获得的UCBD-CdS薄膜较致密,CdS聚集体的大小为180nm,膜厚为80.8nm,适合作为薄膜太阳电池的窗口层.     

添加剂对染料敏化太阳电池电解质性能的影响

以N-甲基咪唑、苯并咪唑、叔丁基吡啶和离子液体1-甲基-3-乙基咪唑三氟乙酸盐(EMITA)作为染料敏化太阳电池(DSCs)电解质溶液中的添加剂, 使用超微电极通过循环伏安法研究其对液体电解质中I-3和I-氧化还原行为的影响, 通过电化学阻抗谱研究了上述四种添加剂对Pt电极电解质界面的影响. 结果表明, 添加剂EMITA的加入使I-3在电解质中的扩散系数减小, Pt电极电解质界面上的界面传输电阻Rct增大, 电解质的电阻降低; 光伏性能测试表明, EMITA的添加提高了DSCs的开路电压和填充因子, 其DSCs的光电转换效率达到了5.72%.     

Mechanism of Enhanced Performance of Dye-Sensitized Solar Cell Based TiO2 Films Treated by Titanium Tetrachloride

Performance of dye-sensitized solar cells can be improved by treating the nanoporous TiO2 films with titanium tetrachloride (TiCl4) aqueous solution. We explore the reason why the performance of dye-sensitized solar cells is enhanced by this method. It is found that the effect of TiCl4 treatment not only reduces the films surface area and improves the electronic contact, but also enhances the binding of N719 with the TiO2 films surface.     

染料敏化纳米ZnO薄膜太阳电池机理初探

讨论利用ZnO代替TiO2作为光阳极制作染料敏化薄膜太阳电池的可行性.使用LSV法，IR光谱和UV-vis光谱探讨了电池的工作机理和性能，并与染料敏化纳米TiO2薄膜太阳电池作了比较.结果发现ZnO薄膜表面与染料的吸附键合力太弱是导致ZnO太阳电池效率低下的主要原因. 关键词： 纳米ZnO 太阳电池 染料敏化 量子效率     

P(VDF-HFP)基凝胶电解质染料敏化纳米TiO 2薄膜太阳电池

采用循环伏安法（CV）研究了凝胶电解质中I3^-／I^-氧化还原行为，凝胶电解质中I3^-／I^-的表观扩散系数和相应的稳态扩散电流明显低于液体电解质。通过对阴／阳离子的结合能和孔穴阻塞作用的研究解释了凝胶电解质电导率较液体电解质发生变化的原因。制备的凝胶电解质电池具有较高的光电转换效率（6．6％），其短路电流密度（Jse）仅比液体电解质电池低0．3～0．4mA／cm^2，电池效率也仅低约0．6％。     

染料敏化纳米薄膜太阳电池中DMPII浓度的优化

利用超微铂电极和循环伏安法及电化学阻抗谱研究了在1,2-二甲基-3-丙基咪唑碘(DMPII)的3-甲氧基丙腈(MePN)溶液中I₃^－和I^－的氧化还原行为，并对比了由不同浓度的I2和DMPII组成的电解质溶液，其染料敏化纳米薄膜太阳电池(DSCs)的光伏性能. 发现以MePN为溶剂，含1.0 mol•dm^-3 DMPII、0.12 mol•dm^-3 I2、0.10 mol•dm^-3 LiI和0.50 mol•dm^-3 4-叔丁基吡啶的电解质溶液，其DSCs的短路光电流密度为16.67 mA•cm^-3、开路电压为0.69 V、填充因子为0.70、光电转换效率达8.08%.     

苯并噻唑碘的改进合成及其在染料敏化太阳电池中的应用

利用高压釜提高反应温度合成了3-甲基苯并噻唑碘(MBTI)和2,3-二甲基苯并噻唑碘(DMBTI),研究了杂环上2位甲基对苯并噻唑碘的热稳定性和熔点的影响;使用超微铂电极循环伏安法和电化学阻抗谱研究了苯并噻唑阳离子结构对I3-和I-的氧化还原行为及Pt电极/电解质界面的影响,并组装成染料敏化太阳电池(DSCs).结果表明:该合成方法具有操作简便,反应时间短,产物提纯容易,产率高的特点;DMBTI的熔点和热稳定性均高于MBTI;当电解质组成为0.1mol·L-1I2,0.1mol·L-1LiI,0.6mol·L-11-甲基-3-丙基咪唑碘(MPII),0.3mol·L-1DMBTI,溶剂为γ-丁内酯,组装的DSCs的短路电流密度为16.91mA·cm-2,开路电压为0.65V,填充因子为0.57,光电转换效率可达6.28%.     

碱金属碘化物与冠醚或穴醚的配合物中I3-和I-的氧化还原行为及其在染料敏化纳米薄膜太阳电池中的应用研究

本文利用超微铂电极和循环伏安法研究了在碱金属碘化物与冠醚或穴醚配合物的3-甲氧基丙腈(MePN)溶液中I₃^-和I^-的氧化还原行为。发现I₃^-和I^-在其中的表观扩散系数与阳离子有关，且I₃^-的表观扩散系数符合以下规律：1,2-二甲基-3-丙基咪唑阳离子(DMPI⁺)> [Na(¯¯15-C-5]⁺ > [K(¯¯18-C-6]⁺ > [Na(¯¯2.2.1-cryptand]⁺，I^-的表观扩散系数则为：[Na(¯¯2.2.1-cryptand]⁺> [Na(¯¯15-C-5]⁺ ≈[K(¯¯18-C-6]⁺> DMPI⁺。比较了由上述配合物和1,2-二甲基-3-丙基咪唑碘(DMPII)组成的染料敏化纳米薄膜太阳电池(DSC)的光伏性能，结果表明由上述配合物组成的DSC，其短路电流略高于DMPII，填充因子略低于DMPII，这与I^-和I₃^-在其中的表观扩散系数的大小是相一致的。此外，电解质溶液中的溶剂对DSC的光电转换效率也有较大影响，以MePN为溶剂，含DMPII的DSC的光电转换效率要高于[K(¯¯18-C-6]I，而以乙腈为溶剂，两者的光电转换效率并没有明显的差别。