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文档简介

无机纳米材料/有机聚合物复合太阳能电池的原理及性能提高的途径报告人：袁倩敏学号：131200009研究背景晶体硅太阳能电池成本太高染料敏化太阳能电池的液体的泄漏、电池封装困难有机太阳能电池电子迁移能力极低由有机物电子给体、无机电子受体的共混体系组成的有机无机复合太阳能电池，既具有有机电池的优点，又具有无机半导体的很多优良性能，如能级可调、大的消光系数以及多光子效应等，同时又解决了有机电池内部激子分离困难问题有机无机复合太阳能电池的结构由光阳极和光阴极电极材料、电子空穴传输层材料、活性层材料共同构成将无机半导体纳米晶加入到聚合物中形成复合光活性层，共同吸收光子产生载流子。光阳极材料：FTO，掺杂氟的Sn02透明导电玻璃，ITO导电玻璃的替换用品光阴极电极材料：Al，起收集电子和连接外电路的作用电子空穴传输层材料：PEDOT:PSS，对于吸收层产生的空穴进行收集传输活性层材料：有机聚合物和无机纳米晶复合材料，有机聚合物材料用作电子给体和空穴传输介质；纳米晶用作电子受体和电子传输介质。无机纳米晶/有聚合物复合太阳能电池工作原理当阳光通过FTO电极照射到活性层上时，活性层中的无机纳米晶和有机聚合物同时吸收光子产生激子（电子一空穴对）激子迁移到聚合物给体/受体界面处，把电子转移给无机受体的导带轨道，空穴传递到聚合物给体的HOMO轨道能级，从而实现电荷分离，在电池内部势场的作用下，被分离的空穴沿着有机聚合物给体形成的通道传输到正极，而电子则沿着受体形成的通道传输到负极。空穴和电子分别被相应的正极和负极收集后，形成光电流和光电压，即产生光伏效应。

CdSe纳米晶/P3HT复合太阳能电池CdSe的带隙随着粒径的大小而逐渐变化，对太阳光的吸收也随着变化；在可见光范围内具有非常好的吸收；Cd基化合物纳米晶是很好的电子受体，容易实现激子的传输与分离，尤其是CdSe纳米晶；合成方法成熟稳定。2002年美国加利福尼亚州立大学伯克利分校的Alivisatos研究组使用CdSe半导体纳米棒为受体，与P3HT共混制备了共辄聚合物/半导体纳米晶杂化电池，能量效率为1.7%,开辟了有机无机复合电池的新方向。

CdSe纳米晶/P3HT复合太阳能电池性能提高途径棒状、四足状、枝化及超枝化结构的纳米晶在太阳能电池的应用方面表现出的光电性能明显优于球状纳米晶。增加纳米棒的长度可以提高能量转换效率增大纳米棒的直径可以使吸收光谱的范围

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