CdSe量子點／MEH-PPV共軛聚合物混合物太陽能電池的研究

【摘要】： 隨著全球能源與環(huán)境問題越來越突出，人們越來越急切地開發(fā)新能源，特別是在近兩年的嚴重經(jīng)濟危機的影響下，對于新能源的使用已經(jīng)迫在眉睫。太陽能是一種取之不盡用之不竭的清潔能源，人們對于太陽能的研究已經(jīng)有半個多世紀的歷史，現(xiàn)在對于太陽能的研究與開發(fā)又引起了包括科學界在內(nèi)的極大重視。本文概述了太陽能電池的發(fā)展歷程，制備了基于CdSe量子點與有機共軛聚合物MEH-PPV(poly[2-methoxy-5-(2’-ethylhexyloxy)-p-phenylenevinylene])的混合物太陽能電池。 首先，用金屬有機前驅(qū)法制備了CdSe量子點。將CdO溶于十六酸（軟脂酸）中形成前驅(qū)液，再將Se粉溶于TOP（三辛基膦）形成TOPSe，在250℃時注入反應溶液中加熱30分鐘得到CdSe量子點。XRD結果表明，所得CdSe量子點為立方晶系，用Scherrer公式計算得到其平均粒徑大小為4.38nm左右。TEM結果表明，所得CdSe量子點尺寸分布窄，為納米棒結構。CdSe量子點的吸收光譜在580nm左右出現(xiàn)明顯的吸收峰。CdSe量子點在不同波長激發(fā)下都在730nm左右出現(xiàn)明顯的峰值，發(fā)光性能穩(wěn)定。之后對制備的TOPO包裹的CdSe量子點進行了表面改性，用小分子吡啶取代了大分子包裹基團TOPO。改性后的量子點光學性能發(fā)生了改變，在濃度相當?shù)那闆r下，光致發(fā)光譜的峰值由改性前的730nm變?yōu)?80nm，并且發(fā)光強度也有了較大的增加。 分三步合成了有機共軛聚合物MEH-PPV。每一步中間產(chǎn)物由傅立葉紅外光譜表征，對最終產(chǎn)物MEH-PPV進行了紫外可見光吸收光譜和光致發(fā)光譜測試，結果表明，MEH-PPV的吸收光譜在330nm、500nm左右出現(xiàn)明顯的吸收峰，在不同波長激發(fā)下MEH-PPV的光致發(fā)光譜都在560nm左右出現(xiàn)明顯的峰值。 研究了CdSe量子點與MEH-PPV混合之后不同質(zhì)量比對于光學性能的影響，發(fā)現(xiàn)在濃度相當?shù)那闆r下，隨著MEH-PPV比例的增大，吸收光譜的強度增大，光致發(fā)光譜的發(fā)光強度也隨著MEH-PPV比例的增大而增強?？梢姡诨旌衔镏蠱EH-PPV對光學性能起主要作用。 最后，制備了太陽能電池元件并進行了性能表征。I-V（伏安）特性測試結果表明，部分樣品顯示出了明顯的光伏效應，得到了光電能量轉(zhuǎn)換效率大約0.4%的太陽能電池。 【關鍵詞】：CdSe量子點 MEH-PPV 太陽能電池
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-23
• 1.1 目的及意義10
• 1.2 太陽能電池的發(fā)展歷程10-14
• 1.3 量子點概述14-18
• 1.4 量子點聚合物混合太陽能電池概述18-23
• 2 實驗內(nèi)容和實驗方法23-35
• 2.1 實驗內(nèi)容23-25
• 2.2 實驗方法25-26
• 2.3 實驗過程26-30
• 2.4 測試方法30-35
• 3 實驗結果與討論35-54
• 3.1 CdSe 量子點的制備與性能35-39
• 3.2 CdSe 量子點的改性39-41
• 3.3 MEH-PPV 的合成與性能41-45
• 3.4 CdSe 量子點與MEH-PPV 混合物的光學性能45-47
• 3.5 電池的制備與性能47-52
• 3.6 小結52-54
• 4 總結與展望54-56
• 4.1 總結54
• 4.2 有待改善與進一步探索的地方54-56
• 致謝56-57
• 參考文獻57-60

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