基于水溶性TiO_2纳米粒子沉积电子传输层的高效水相操作的聚合物/CdTe纳米晶杂化太阳能电池

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• 论文作者：曾庆森 ; 张皓 ; 杨柏
• 年：2017
• 作者机构：吉林大学化学学院超分子结构与材料国家重点实验室;
• 论文关键词：聚合物纳米晶杂化 ; 太阳能电池 ; 水相操作 ; TiO2纳米粒子
• 会议召开时间：2017-05-27
• 会议录名称：第四届新型太阳能电池学术研讨会论文集
• 英文会议录名称：Abstract Book of the 4th Conference on New Generation Solar Cells
• 语种：中文
• 分类号：TM914.4
• 学会代码：ZKYQ
• 会议名称：第四届新型太阳能电池学术研讨会
• 会议地点：中国北京
• 主办单位：中国可再生能源学会光化学专业委员会
• 学会名称：中国科学院物理研究所清洁能源实验室
• 页数：1
• 文件大小：852k
• 原文格式：D
• 会议级别：全国

摘要

TiO_2由于其好的透光性、稳定性、高的迁移率以及低毒性,被广泛用于太阳能电池等光电子器件的电子传输层。制备TiO_2常用的常用方法是溶胶凝胶法。~([1,2])这种方法初始沉积的薄膜是无定型的,需要经过退火转化成具有良好电子传输性能的锐钛矿相。但是该方法制备的TiO_2薄膜结晶性和导电性较差,主要原因是胶体溶液中残留的大量未除去烷基链阻止了TiO_2晶体在退火过程中的生长。并且由于溶胶溶液对湿度极其敏感,该方法不能在高湿度环境中使用。在这个工作中,我们发展了一种环境友好的通过水溶液来沉积TiO_2薄膜的方法。锐钛矿相的TiO_2纳米粒子通过混合溶剂回流的方法制备,并且在水中有很好的分散性,最大溶解度达到2 g/mL。通过原子力显微镜可以看出这种水分散的TiO_2纳米粒子具备很好的成膜性。瞬态吸收光谱表明这种水相沉积的TiO_2纳米粒子薄膜具备优异的电子提取能力。除此之外,这种TiO_2薄膜相较于溶胶凝胶法沉积的薄膜具备更好的导电性和湿度抵抗能力。基于这种水相沉积的TiO_2薄膜制备的水相加工的聚合物纳米晶杂化太阳能电池展现出很优异的光伏性能以及稳定性,最高得到了5.53%的光电转化效率。

引文

[1]Qingsen Zeng,Zhaolai Chen,Bai Yang*et al.,Sol.RRL,2017,1,1600020.
    [2]Qingsen Zeng,Zhaolai Chen,Bai Yang*et al.,ACS Appl.Mater.Interfaces,2015,7,23223-23230.
    [3]Yue Zhao,Qingsen Zeng,Guangsheng Pang*,Kai Zhang*,Bai Yang et al.J.Mater.Chem.A,2016,4,11738–11746.