阳离子交换反应制备径向一维Bi2S3@Cu2S核壳纳米阵列用于太阳能电池的研究

批准号:
51602139
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
20.0 万元
负责人:
杨春燕
依托单位:
学科分类:
E0207.无机非金属半导体与信息功能材料
结题年份:
2019
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
同军锋、郭鹏智、李成、李明娇、霍泽娟
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中文摘要
径向一维Bi2S3@Cu2S核壳纳米结构,能有效地降低界面间电荷复合,提高光电转换效率,是一种新型的性能优良、环境友好的光伏材料。与目前常用的制备核壳纳米异质结的方法相比,离子交换反应能避免独立的均相成核,容易得到外延生长的一维异质结构。迄今为止,关于用离子交换反应在导电玻璃上制备一维Bi2S3@Cu2S核壳纳米阵列的报道在国际上仍是空白,且该一维核壳纳米异质结在太阳能电池中的应用研究也未曾见报道。为此,本项目拟采用离子交换法在导电玻璃基底上制备径向一维Bi2S3@Cu2S核壳纳米阵列,详细研究实验参数(不同的Cu+前驱体、前驱体溶液浓度、温度、时间等)对最终形成的纳米异质结构(形貌、晶化度、取向性)及光电性能的影响规律。探索径向一维Bi2S3@Cu2S的演变机理及其结构与器件性能的关系。本项目的实施将有望推动太阳能电池材料研究继续朝着环境友好、组成元素丰量、低成本和高效率的方向发展。
英文摘要
One-dimensional radial Bi2S3@Cu2S core@shell nanoarrays, which can reduce the interfacial charge recombination and improve the photoelectric conversion efficiency, are the new type of photovoltaic materials with excellent performance and environment friendly. Compared with the common method to fabricate core@shell nanocrystals, cation exchange reaction, which circumvent separate nucleation, can easily get epitaxially one dimensional heterostructures. One-dimensional radial Bi2S3@Cu2S core@shell nanoarrays on electro-conductive glass are never reported until now, moreover, there is no any report concerning the use of one-dimensional radial Bi2S3@Cu2S core@shell nanoarrays in solar cells yet. Therefore, in this project, one-dimensional radial Bi2S3@Cu2S core@shell nanoarrays will be fabricated on electro-conductive glass using cation exchange reaction. We will systematically study the effect of the experiment parameters (Cu+ precursors, the solution concentrations, temperatures, times) on the final heterostructures of nanocrystal (morphology, crystallinity,degree of orientation) and the photoelectric properties. At the same time, we will profoundly reveal the evolution of one-dimensional radial Bi2S3@Cu2S core@shell nanoarrays and clarify the relationship between the heterostructures and the performance of the device. This project is expected to advance the study of photovoltaic materials toward environmentally benign, earth abundant, low cost and high efficiency.
径向一维Bi2S3@Cu2S核壳纳米结构,能有效地降低界面间电荷复合,提高光电转换效率,是一种新型的性能优良、环境友好的光伏材料。与目前常用的制备核壳纳米异质结的方法相比,离子交换反应能避免独立的均相成核,容易得到外延生长的一维异质结构。为此,本项目先分别用三种不同的简易溶液法(热分解黄原酸铋配合物法、低温溶液法、水热法)在导电玻璃基底上制备了Bi2S3纳米阵列,详细探索了实验参数对最终形成的Bi2S3纳米阵列的结构(微观形貌、晶化程度、取向性)及光电性能的影响规律,并将其用于有机聚合物太阳能电池的活性层掺杂或电子传输层界面优化,使得器件的效率得到了有效地提高,器件在空气中的稳定性明显增强。接着,将用简易溶液法制备的Bi2S3纳米阵列进行了阳离子转化。研究了实验参数(不同的Cu+前驱体、前驱体溶液浓度、温度、时间等)对最终形成的纳米异质结构(形貌、晶化度、取向性)及光电性能的影响规律,探索了径向一维Bi2S3@Cu2S的演变机理及其结构与器件性能的关系。本项目的实施有望推动太阳能电池材料研究继续朝着环境友好、组成元素丰量、低成本和高效率的方向发展。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Efficient inverted organic solar cells with a thin natural biomaterial L-Arginine as electron transport laye
以薄天然生物材料 L-精氨酸作为电子传输层的高效倒置有机太阳能电池
DOI:--
发表时间:2019
期刊:Solar Energy
影响因子:6.7
作者:Jianfeng Li;Ningning Wang;Yufei Wang;Zezhou Liang;Yichun Peng;Chunyan Yang;Xichang Bao;Yangjun Xia
通讯作者:Yangjun Xia
Asymmetric push-pull small molecules with auxiliary electron-accepting unit for bulk heterojunction organic solar cells
用于本体异质结有机太阳能电池的具有辅助电子接受单元的不对称推拉小分子
DOI:10.1016/j.jphotochem.2019.112139
发表时间:2020
期刊:Journal of Photochemistry & Photobiology A: Chemistry
影响因子:--
作者:Ying Chen;Duo Yang;Wei Liu;Junfeng Tong;Chunyan Yang;Peng Zhang
通讯作者:Peng Zhang
Wide bandgap conjugated polymers based on bithiophene and benzotriazole for bulk heterojunction solar cells: Thiophene versus thieno[3,2-b]thiophene as p-conjugated spacers
用于本体异质结太阳能电池的基于联噻吩和苯并三唑的宽带隙共轭聚合物:噻吩与噻吩并[3,2-b]噻吩作为p-共轭间隔物
DOI:10.1080/10601325.2017.1309250
发表时间:2017
期刊:Journal of Macromolecular Science, Part A,
影响因子:--
作者:Zejuan Huo;Peng Zhang;Jianfeng Li;Junfeng Tong;Chunyan Yang;Wei Dou;Yangjun Xia
通讯作者:Yangjun Xia
DOI:10.1080/10601325.2017.1265404
发表时间:2017
期刊:Journal of Macromolecular Science Part A-Pure and Applied Chemistry
影响因子:2.5
作者:Tong Junfeng;An Lili;Li Jianfeng;Zhang Peng;Guo Pengzhi;Yang Chunyan;Su Qiang;Wang Xunchang;Xia Yangjun
通讯作者:Xia Yangjun
DOI:10.1016/j.polymer.2017.06.023
发表时间:2017
期刊:Polymer
影响因子:4.6
作者:Tong Junfeng;Li Jianfeng;Zhang Peng;Ma Xuying;Wang Min;An Lili;Sun Jingbiao;Guo Pengzhi;Yang Chunyan;Xia Yangjun
通讯作者:Xia Yangjun
热分解黄原酸金属配合物法制备铜锌锡硫太阳能电池缓冲层In2S3和SnS2的研究
- 批准号:--
- 项目类别:地区科学基金项目
- 资助金额:33万元
- 批准年份:2022
- 负责人:杨春燕
- 依托单位:
国内基金
海外基金
