铜铟硫基量子点敏化太阳能电池

量子点太阳能电池具有化学稳定性好、多激子效应、量子尺寸效应等优点，单节太阳能电池的理论效率能够达到 45%，同时也能通过叠层增效，应用前景广泛。其中，CuInS2/TiO2 基量子点敏化太阳能电池是国内外学者的研究重点之一。本书主要内容包括 CuInS2 基量子点敏化太阳能电池结构优化及性能评价技术、敏化技术、后处理技术、钝化技术、结构调控及对电极开发对电池性能的影响。本书可为从事量子点太阳能电池研究的科研人员和相关专业的高校师生提供一定的借鉴学习作用。

本书主要介绍了CuInS2基量子点敏化太阳能电池结构优化及性能评价技术，在阐述量子点敏化太阳能电池工作原理的基础上，从量子点的制备技术及量子点敏化太阳能电池的优化技术等研究角度出发，重点阐述了量子点敏化太阳能电池的敏化技术、后处理技术、钝化技术、结构调控及对电极开发对电池性能的影响。本书共10章，是CuInS2/TiO2基量子点敏化太阳能电池领域科研成果的一个汇编和总结，可供从事量子点太阳能电池、新能源材料、光伏发电等领域的科研人员与技术人员参考，也可供高等学校相关专业的师生参阅。

彭卓寅，长沙理工大学能源与动力工程学院副教授，2014年博士毕业于武汉理工大学材料物理与化学专业。专注于半导体材料及其在光电、气敏器件中的应用，长期从事纳米材料的合成及其在太阳能电池、太阳能储热、锂离子电池等新能源领域的应用研究，在金属氧化物纳米材料、量子点材料和各种纳米薄膜太阳能电池(量子点敏化太阳能电池、染料敏化太阳能电池、钙钛矿太阳能电池等)的可控制备、表征、性能及机理等方面开展了大量的研究工作。近5年先后作为主要研究人员承担科研项目10余项，包括国家973重大科技计划项目、国家高技术研究发展计划（863计划）项目、国际合作项目、国家自然科学基金项目，湖北省自然科学基金项目及其他省部级科研项目等。近5年在Nanoscale、Chemical Engineering Journal、Electrochimica Acta、Journal of Alloys and Compounds等国际知名学术期刊上公开发表学术论文40余篇，申请专利3项。

第1章绪论 001
1.1概述 001
1.2太阳能电池的分类 002
1.3量子点敏化太阳能电池的研究概况 004
1.3.1半导体量子点的特性 004
1.3.2量子点敏化太阳能电池的研究现状 008
1.3.3柔性量子点敏化太阳能电池光阳极的研究现状 011
1.4CuInS2量子点敏化太阳能电池的研究现状 016
1.4.1CuInS2量子点的特性 016
1.4.2CuInS2量子点的合成技术 017
1.4.3CuInS2量子点的敏化技术 019
1.4.4CuInS2量子点敏化太阳能电池的后处理及对电极 020
第2章CuInS2量子点的制备技术 021
2.1引言 021
2.2多尺寸CuInS2量子点的热分解法制备技术 021
2.2.1多步热分解法制备技术 021
2.2.2一步热分解法制备技术 025
2.2.3热分解法制备CuInS2量子点的反应物调控 030
2.2.4热分解法制备 CuInS2量子点的生长机理 044
2.3多尺寸 CuInS2量子点的溶剂热法制备技术 046
2.3.1多尺寸 CuInS2量子点的溶剂热法制备工艺 046
2.3.2溶剂法制备 CuInS2量子点结构和性能的影响 047
2.3.3溶剂法制备 CuInS2量子点的生长机理 050
2.4多尺寸 CuInS2量子点水相合成法制备技术 051
2.4.1多尺寸 CuInS2量子点水相合成法制备工艺 051
2.4.2水相合成法制备 CuInS2量子点结构和性能的影响 052
2.4.3水相合成法制备 CuInS2量子点的生长机理 055
第3章CuInS2量子点敏化太阳能电池的有机耦合制备技术 056
3.1引言 056
3.2高效TiO2纳米颗粒及纳米带的制备技术 056
3.3光阳极的制备及太阳能电池的组装 059
3.4CuInS2/TiO2光阳极的物相组成及形貌结构 060
3.5CuInS2量子点敏化太阳能电池性能的影响因素 064
3.5.1敏化工艺 064
3.5.2量子点尺寸 067
3.5.3量子点的类型 072
3.5.4薄膜的类型 074
3.6两步有机耦合法制备量子点敏化太阳能电池 075
3.7量子点敏化太阳能电池的电荷传输机理 082
第4章CuInS2量子点敏化太阳能电池的连续离子层吸附制备技术 085
4.1引言 085
4.2连续离子层吸附法制备工艺 086
4.3光阳极的物相组成及形貌结构 087
4.4CuInS2量子点敏化太阳能电池性能的影响因素 089
4.4.1敏化时间 090
4.4.2敏化次数 092
4.4.3CuxS缓冲层 094
4.4.4薄膜的类型 095
4.5量子点敏化太阳能电池的电荷传输机理 097
第5章CuInS2/TiO2基量子点共敏化太阳能电池 099
5.1引言 099
5.2量子点共敏化太阳能电池的制备技术 099
5.3CuInS2/CuInS2量子点共敏化TiO2太阳能电池 101
5.4CuInS2/Mn-CdS量子点共敏化TiO2太阳能电池 104
5.5PbS/CuInS2量子点共敏化TiO2太阳能电池 108
5.6CuInS2基量子点共敏化太阳能电池的电荷传输机理 115
第6章CuInS2/TiO2基量子点敏化太阳能电池的钝化和后处理技术 119
6.1引言 119
6.2CuInS2/TiO2基量子点敏化太阳能电池的钝化及性能 119
6.2.1钝化层的制备技术 120
6.2.2钝化层对CuInS2量子点敏化太阳能电池性能的影响 121
6.2.3钝化层对CuInS2量子点共敏化太阳能电池性能的影响 126
6.3后处理对CuInS2/TiO2基量子点敏化太阳能电池性能的影响 128
第7章CuInS2量子点敏化TiO2纳米阵列太阳能电池 133
7.1引言 133
7.2一维/三维金红石相TiO2纳米棒/纳米枝晶阵列太阳能电池 134
7.2.1一维/三维金红石相TiO2纳米棒/纳米枝晶阵列制备技术 134
7.2.2TiO2纳米棒长度对太阳能电池性能的影响 139
7.2.3不同的物相及形貌结构对太阳能电池性能的影响 142
7.2.4连续离子层吸附法对太阳能电池结构及性能的影响 147
7.2.5电池的电荷传输机理 149
7.3一维TiO2纳米线/纳米管阵列太阳能电池 151
7.3.1一维锐钛矿相TiO2纳米线阵列制备技术 151
7.3.2一维高度有序TiO2纳米管阵列薄膜制备技术 155
7.3.3TiO2纳米线/纳米管长度对太阳能电池性能的影响 157
7.3.4不同基底对太阳能电池性能的影响 159
7.3.5连续离子层吸附法对太阳能电池结构及性能的影响 160
7.3.6太阳能电池的电荷传输机理 165
7.4圆锥形竹节TiO2纳米管阵列太阳能电池 167
7.4.1光阳极的物相组成及形貌结构 167
7.4.2圆锥形竹节TiO2纳米管阵列的光学性能 170
7.4.3太阳能电池的光电性能 171
7.5CuInS2量子点共敏化TiO2纳米阵列太阳能电池 175
7.6纳米阵列中间层对太阳能电池性能的影响 178
7.6.1ZnO纳米线的物相组成及形貌结构表征 178
7.6.2ZnO/TiO2/CuInS2光阳极的物相组成及形貌结构 180
7.6.3基于ZnO纳米线中间层太阳能电池的性能 181
第8章CuInS2/TiO2基量子点敏化太阳能电池的纳米阵列对电极 189
8.1引言 189
8.2Cu2S对电极的制备技术 189
8.3Cu2S对电极对CuInS2/TiO2基量子点敏化太阳能电池的性能影响 192
第9章柔性CuInS2/TiO2基量子点敏化太阳能电池 197
9.1引言 197
9.2基于纳米颗粒结构的柔性量子点敏化太阳能电池 197
9.2.1柔性纳米颗粒薄膜的制备 198
9.2.2柔性纳米颗粒薄膜黏合剂的调控 198
9.2.3柔性纳米颗粒薄膜光阳极的调控 201
9.3基于纳米线阵列结构的柔性量子点敏化太阳能电池 205
9.3.1柔性纳米线阵列薄膜的制备及物相结构 205
9.3.2柔性纳米线阵列薄膜的光学性能 207
9.3.3柔性纳米线阵列薄膜的光电性能 208
第10章结论与展望 213
10.1结论 213
10.1.1量子点材料和光阳极材料的制备、表征及生长机理研究 213
10.1.2CuInS2/TiO2基量子点敏化太阳能电池的性能研究 214
10.2展望 216
参考文献 217