项目名称: 半导体纳米粒子/石墨烯多级结构电极的制备及光电性能研究

项目编号: No.51302103

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2014

项目学科: 一般工业技术

项目作者: 尹升燕

作者单位: 吉林大学

项目金额: 25万元

中文摘要: 进一步提高效率和降低成本是染料敏化太阳能电池大规模产业化的前提。如何使染料敏化太阳能电池光阳极在提高光能捕获效率的同时,增加染料的吸附量,并提高光生电子的传递速率是提高电池效率的关键问题之一。石墨烯具有超高的比表面积、良好的导电性和高速的载流子迁移率,且原料廉价、易得,使其成为一种潜在的理想光伏器件材料。因此,设计制备具有高光电转换效率的新型碳基功能材料具有重要意义。本项目拟制备半导体纳米粒子/石墨烯杂化材料多级结构电极,系统研究电极的微纳结构以及修饰的半导体纳米粒子的组分、形貌、尺寸等对光电极效率的影响规律。并研究将不同结构的光电极应用于染料敏化太阳能电池时,电池转换效率的差异,重点分析电极的结构特性对提高光能捕获效率、载流子分离效率和传导速率、扩大电极的比表面积等的协同作用。获得通过构筑多级结构提高染料敏化太阳能电池器件光电转化效率的有效方法,为制备新型碳基光电极提供指导和新的思路。

中文关键词: 石墨烯;三维结构;半导体纳米粒子;光电转换;光催化

英文摘要: A prerequisite for the wide applications of dye-sensitized solar cell is to further increase the efficiency and reduce the cost of the cell. One of the key issues to improve the efficiency of dye-sensitized solar cell is how to improve the efficiency of light capture, dye adsorption, and increase the transmission rate of photogenerated electrons of the anode simultaneously. The unique properties of graphene with large surface area, high conductivity and high carrier mobility as well as the cheap and easily available raw materials make it become the potential material for photovoltaic devices. Therefore, the design and preparation of novel carbon-based functional materials with high photoelectric conversion efficiency has important significance. In this project, we plan to prepare hierarchical electrodes of semiconductor nanoparticles/graphene hybrid materials. We will systematically investigate the effects of the electrode microstructure, as well as the component, morphology, size of the semiconductor nanoparticles on the conversion efficiency of the electrodes. Furthermore, we will investigate the conversion efficiency of the electrodes with different microstructures, when the electrodes are used as the anode of dye-sensitized solar cells. We will measure and analyze the structural characteristics of the electr

英文关键词: graphene;Three-dimensional structure;Semiconductor nanoparticles;photoelectric conversion;photocatalytic materials

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