文档介绍：兰州大学
博士学位论文
掺杂ZnO光学性质及染料敏化太阳能电池研究
姓名:张永哲
申请学位级别:博士
专业:凝聚态物理
指导教师:谢二庆
20090501
通过在不同气氛掌⒀跗㈦财扒馄碗财幕旌掀瓾下退摘要氧化锌且恢种苯哟栋氲继宀牧希椅孪碌慕矶任.,激子束紫外探测器等方面拥有广阔的应用前景。大量的研究者就墓庋灾式辛搜究,然而其发光机理至今仍然存在着很大的争议。此外,为了实现坠釲,射,稀土掺杂姆⒐饣砑澳芰看ǖ莨桃泊τ谡壑小1疚闹校颐钦攵变对孔于迥艽こ叹哂兄傅家庖澹傻髦频姆⒐馓匦栽赯基光电器件擞米宰樽暗姆椒ǔ晒χ票噶诵巫垂嬖虻腪及篍擅浊颍治隽火,详细研究了擅浊蚋鞣⒐夥宓睦丛矗郝坦饫丛从谘蹩瘴欢裙夂秃旃庠蚶源于表面态。我们制备了篍哪擅浊颍⑾諩胱臃直鹫季葑臵中的三种缚能高达U庑┨匦允沟肸在发光二极管、高性能荧光粉、半导体激光器、三基色的发射是必需的。很多研究者试图通过掺杂来达到这个目的,其中稀土的掺杂备受人们的关注。然而,至今仍然还没有找到合适的掺杂来实现三基色的同时发这些问题进行了以下两方面的研究。擞萌芙耗悍ㄖ票噶薢及篎∧ぃ晗秆芯苛似涔庋灾省J笛结果表明所制备薄膜致密且表面平整,颗粒大小均匀,通过紫外可见透过光谱发现其在可见光区具有较高的透过率。掺杂后薄膜结晶性变差。光学带隙随掺杂量的增多而逐渐变大,并根据实验数据给出了经验公式。另外,光致发光图谱研究发现,的掺杂能够有规律的调制其发光性质,未掺杂的样品为绿光发射,⑸洌粼恿课..难肺@豆夥射。我们详细研究了其内在的机理,并给出了其各个发光峰的来源。带隙的规律改就白光发射方面具有广阔的应用前景。纳米球的形成机理,全面探索了离子在械恼嘉患胺⒐饣怼1疚闹校合选区电子衍射图谱和扫描电镜结果,给出了两步法制备擅浊虻男纬苫怼位置:替位、间隙和表面/亚表面吸附。其发光过程中的能量传递则与替位缺陷和填隙锌缺陷有着密切的关系。此外,通过掺杂,实现了肉眼可见的近白光发射。文中我们首次给出了两步法制备擅浊虻男纬苫恚浣峁赯的可控生长、
发光机理一直处于争议中,本文通过对篍⒐庑灾实难芯浚源宋侍飧隽详细的解释,为制备高效ü夥厶峁┝艘谰荨随着世界能源的日益紧张,越来越多的研究者开始投身于太阳能电池的研究中。其中染料敏化太阳能电池以其成本低、制作工艺简单、转化效率相对较高而被认为是将来基太阳能电池的替代品。本文就染料敏化太阳能电池方面进行了以下几方晗秆芯苛薢球基染料敏化太阳能电池的优势、存在的问题及解决办法。文中我们用自组装和蒸发溶剂煅烧的方法分别制备了擅浊蚝蚙纳米颗粒。将擅浊蚝湍擅卓帕7直鹪擞玫饺玖厦艋裟艿绯刂校啾冉蟌颗粒组装面,蚧绯氐奶畛湟蜃釉蛳灾档汀NA搜芯科湓颍颐欠直鹱隽肆椒矫的工作:在不同的气氛中退火和引入阻挡层。结果发现,氧气中退火后使得光阳极的缺陷态明显降低,从而改善了电池的性能。阻挡层的引入能够更加明显的改善电池的性能,这归因子半导体膜与浣缑娴缱璧母纳坪虵与电解液之间复合的抑制。此研究结果对发展高效率的玖厦艋裟艿绯鼐哂兄匾5淖饔谩攵缘鼻爸聘魅玖厦艋裟艿绯毓庋艏ǜ丛拥牟街瑁颐墙丫惴河τ制作步骤简单。从而符合染料敏化太阳能电池工业化生产的要求。然而,所制备薄膜与涞土拥母阶判宰璋烁梅椒ǖ囊Mü诘缗缤咳芤褐屑尤胍掖及罚成功的制备了性能优良的半导体膜,其孔隙率高、颗粒尺寸均匀、透光性优异、附着性良好。颗粒的尺寸可以通过改变乙醇胺的添加量来调整。此外,运用光致发光测试手段,深入的分析了光阳极中的缺陷性质,结合电池的性能参数,对开路电压的改变给出了合理的解释。综上所述,通过调整传统电喷涂前驱体溶液,我们找到了一种适合电池光阳极大规模产业化生产的方法。通过对电池开路电压的研究,使得我们对电池参数的理解更加深入,为以后制备性能更加优异的电池提供了理论依关键词:芙耗海宰樽埃庋灾剩玖厦艋裟艿绯兀缗缤浚元素的掺杂及光子晶体方面的具有重要的意义。稀土掺杂邢⊥晾胱拥恼嘉患面的工作。的电池,蚧淖;拭飨蕴岣撸颐墙涔榻嵛9馍⑸涞脑黾印A硗庖环于工业生产的电喷涂方法引入到光阳极的制备中。实验结果表明,该方法成本低廉,据。开路电压兰州大学博士论文
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