量子点修饰TiO2纳米管阵列异质结构及性能调控研究

项目名称： 量子点修饰TiO2纳米管阵列异质结构及性能调控研究

项目编号： No.51272001

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 孙兆奇

作者单位： 安徽大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 量子点修饰TiO2纳米管阵列异质结构可大幅拓展吸收光谱范围，实现电子空穴的快速分离，改善载流子输运特性，提高光电转换效率，有望在新一代太阳能电池研发中得到广泛应用，具有重要研究价值和广阔应用前景。本项目拟用阳极氧化法制备竹节状TiO2纳米管阵列，以提高其比表面积及量子点负载率；用化学浴沉积法在TiO2纳米管表面沉积不同粒径的CdX(X=S, Se, Te)量子点，揭示量子点种类及粒径分布对电极性能的影响；研究减薄TiO2阵列和Ti基片之间的TiO2致密阻挡层的工艺条件和直接将TiO2纳米管阵列转移到透明导电玻璃上的技术；研究降低异质结构中量子点与TiO2之间以及量子点与量子点之间的界面态密度的方法，最大限度地减少载流子在界面的复合和散射。在此基础上，总结异质结构与光电性能之间的关联，探索提高量子点修饰TiO2纳米管阵列光电转换效率的方法，为研发新一代高性能太阳能电池提供实验基础和理论依据。

中文关键词： 量子点修饰；TiO2纳米管阵列；异质结构；结构性能调控；光电转换效率

英文摘要： Since quantum dot modified TiO2 nanotube array heterostructure can be used to expand the absorption spectrum, to separate electron and hole rapidly, to improve carrier transport properties and to enhance photoelectric conversion efficiency, it is expected the heterostructure to play an important role in the development of new-type solar cells. This research intends to: prepare bamboo-shaped TiO2 nanotube arrays by anodic oxidation in order to increase the specific surface area and quantum dot load rate; deposite CdX (X=S, Se, Te) quantum dots on the surface of TiO2 nanotube arrays by chemical bath deposition and study the effect of quantum dot type and size on electrode; explore the way to thin the TiO2 blocking layer between TiO2 arrays and Ti substrate, and to transfer TiO2 nanotube arrays to a transparent conductive electrode; reduce the interface state density in the heterostructures to minimize the carrier recombination and scattering. On this basis, the association between the heterogeneous structure and its photoelectric properties will be summarized, and the way to improve the photovoltaic conversion efficiency of quantum dot modified TiO2 nanotube array solar cell will be explored. This research will provide both experimental and theoretical references for the development of high performance solar

英文关键词： Quantum dot modification；TiO2 nanotube array；Heterostructure；Structure and property manipulation；Photovoltaic conversion efficiency