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透明 Cu2S@氮掺杂碳纳米片用于双面量子点敏化太阳能电池对电极的性能
作者:欧金花 1 胡波年 1 周唤宇 1   2 3 
单位:(1. 湖南工学院材料与化学工程学院 湖南 衡阳 421002 2. 大连理工大学建设工程学部 辽宁 大连 116024 3. 辽宁省建设科学研究院有限责任公司 沈阳 110005) 
关键词:量子点敏化太阳能电池 金属–有机框架材料 对电极 透明 双面 
分类号:
出版年,卷(期):页码:2020,48(10):1581-1588
DOI:
摘要:
摘 要:采用液相外延生长法制备了一种由铜和四羧基卟啉配位的金属–有机框架薄膜材料,以其为牺牲模板,原位合成了Cu2S 和氮掺杂碳的复合透明膜(Cu2S@NCF),将其直接作双面 CdS/CdSe 量子点敏化太阳能电池(QDSSC)对电极,并对其进行了结构、形貌及性能研究。结果表明:Cu-(5,10,15,20-(4-羧基苯基)卟啉) (TCPP)薄膜在煅烧过程中,Cu 原子在硫粉存在下转变成了 Cu2S 纳米颗粒,而含氮的有机连接单元 TCPP 原位碳化成了氮掺杂的碳。Cu2S@NCF 保持了 Cu-TCPP 薄膜的纳米片形貌,且大量尺寸均一的 Cu2S 小颗粒分布于纳米片上,以其作对电极所组装的 CdS/CdSe QDSSC 具有优异的光伏性能,从正面辐射和背面辐射分别获得了 4.16%和 3.72%的光电转化效率(η),高于 Pt 电极组装 QDSSC 的 η(2.39%和 1.73%)。通过对循环伏安曲线、电化学阻抗谱和 Tafel 极化曲线分析可知,Cu2S@NCF 对 Sn2–离子催化还原具有传输阻抗低、扩散速率快和催化活性高等特点,以其作对电极组装的 CdS/CdSe QDSSC 获得了优异的光伏性能。
基金项目:
湖南省教育厅优秀青年项目(19B143);湖南省自然科学基金项目(2020JJ5118)。
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