【摘 要】
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本论文基于纳米效应提升纳米光电极的光电转化效率,系统研究了稀土离子掺杂对氧化锌纳米晶光学性能的影响,光电转化效率与纳米阵列、纳米复合结构间的关系,制作了原理型的纳
【出 处】
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中国科学院研究生院 中国科学院大学
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本论文基于纳米效应提升纳米光电极的光电转化效率,系统研究了稀土离子掺杂对氧化锌纳米晶光学性能的影响,光电转化效率与纳米阵列、纳米复合结构间的关系,制作了原理型的纳米光电极器件。论文的主要内容和创新点如下:
一、稀土离子掺杂优化氧化锌纳米晶的光学性能发展了提高ZnO中稀土离子有效掺杂量的等晶包覆生长方法。证实了掺杂离子与ZnO间存在能量传递和这一掺杂方法的普适性,解决了ZnO中稀土离子掺杂的难题,达到了光学改性的目的,对于其他纳米体系的掺杂也具有指导意义。
二、纳米阵列光电极的简易、低成本、可规模化合成利用籽晶诱导的低温溶液生长法获得了高度取向的氧化物纳米线阵列,核心技术是产物表面张力的控制和籽晶诱导竞争生长。ZnO纳米线阵列还实现了尺寸大幅可调,为优化光电极性能打下了结构基础。以Fe2O3、ZnO纳米线阵列为核心材料通过简易、低成本方法组装了原理型纳米光电极。
三、量子点敏化氧化锌纳米线阵列利用连续离子层吸附反应法在ZnO纳米线阵列表面实现CdS、CuInS2等量子点光吸收层的紧密、共形包覆(conformalcoating)且厚度可控,量子点结晶性优异。其中在ZnO纳米阵列表面原位沉积CuInS2量子点光吸收层达到紧密、共形包覆尚无报道。
四、电化学阻抗谱研究载流子传输性能电化学阻抗谱分析确定了影响载流子传输的阻抗的主要来源,为改进电极性能指出了方向。对光电极的光电流初步测试结果显示我们的光电极构筑达到了设计要求,为后续全固态太阳能电池的组装打下了坚实的基础。
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