太阳能电池
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4.5 本章小结

(1)利用连续离子层吸附反应法(SILAR)分别制备了CdS纳米颗粒敏化一端开口和两端开口的TiO2纳米管阵列薄膜。通过FE-SEM图像观察可以看出,大量的CdS纳米颗粒团聚在一端开口的TiO2纳米管的表面并堵住了大部分的管口;而对于两端开口的TiO2纳米管阵列薄膜而言,CdS纳米颗粒均匀地分布在TiO2纳米管的内管壁和外管壁上,形成了一种三明治的CdS/TiO2/CdS三层结构。XRD和TEM结果证实了六方结构的CdS沉积在锐钛矿结构的TiO2纳米管阵列薄膜中。

(2)紫外可见漫反射(UV-Vis)吸收光谱分析表明,空白TiO2纳米管阵列薄膜在可见光范围内无吸收,但是经过CdS敏化后,其吸收边界被拓展到了可见光范围,这是窄禁带的CdS调节了TiO2能带结构的结果。并且,两端开口的TiO2纳米管阵列薄膜的吸收度要大于一端开口的样品,表明两端开口的TiO2纳米管阵列薄膜能够吸收更多的CdS纳米颗粒。

(3)量子点敏化太阳能电池的J—V曲线测试结果表明,CdS敏化两端开口的TiO2纳米管阵列薄膜具有更优异的光伏特性,其短路光电流密度为4.91 mA/cm2,开路光电压为0.62V,填充因子为54.3%,整体的能量转换效率为1.64%,是CdS敏化一端开口TiO2纳米管阵列薄膜样品的3倍多。