太陽(yáng)能電池開(kāi)題報(bào)告

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1、論文開(kāi)題報(bào)告 及論文工作計(jì)劃 課題名稱(chēng) 共軛聚合物/無(wú)機(jī)半導(dǎo)體納晶雜化太陽(yáng)能電池 姓 名 XXX 學(xué) 號(hào) XXXXXXXXXX 院系、所 XXXXXXXXX 專(zhuān) 業(yè) XXXXXXXXXXXXXX 指導(dǎo)教師 XXXXXXXXXXXX XXXXXX 選題時(shí)間 XXXXX 2010年 9 月 16 日 1 1、論文選題的立論依據(jù) 材料是現(xiàn)代社會(huì)的物質(zhì)基礎(chǔ)當(dāng)代高科技領(lǐng)域?qū)Σ牧系墓?、電、磁等性能提出了更高的要求單一材料往往難以滿足要求有時(shí)需要通過(guò)復(fù)合來(lái)增強(qiáng)材料的性能或者通過(guò)復(fù)合來(lái)產(chǎn)生新的功能1-2。在各種復(fù)合材料中有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合材料尤其引人注目因?yàn)檫@些材料可以結(jié)合有機(jī)材料的多樣性、柔韌性、易加工性和無(wú)機(jī)

2、材料的高穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)規(guī)整性等優(yōu)點(diǎn)使復(fù)合材料表現(xiàn)出突出的性能。因此開(kāi)展有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合材料的研究、開(kāi)發(fā)這類(lèi)復(fù)合材料的新的功能將具有非常重要的意義。 無(wú)機(jī)半導(dǎo)體納晶因其特殊的尺寸效應(yīng)而表現(xiàn)出與本體材料迥異的光電物理化學(xué)性能。利用半導(dǎo)體納晶的尺寸、量子限域效應(yīng)可以調(diào)制其吸收與發(fā)射性能從而改變其吸收光譜、熒光效率與熒光波長(zhǎng)顯示出其在光伏能量轉(zhuǎn)換2-4、電致光致發(fā)光5-6和熒光檢測(cè)7-8等領(lǐng)域的廣闊應(yīng)用前景。因此半導(dǎo)體納晶近年來(lái)成為國(guó)內(nèi)外研究熱點(diǎn)。 有機(jī)半導(dǎo)體共軛聚合物材料自1990年發(fā)現(xiàn)其電致發(fā)光性能9以來(lái)一直受到廣泛重視共軛聚合物材料不僅可以用于制備PLED還可以用于生物檢測(cè)、聚合物晶體管和聚合物光伏

3、打電池等。有機(jī)共軛聚合物材料的優(yōu)點(diǎn)是加工方便、具有柔韌性、性能可通過(guò)功能團(tuán)取代或共聚進(jìn)行調(diào)節(jié)等。聚合物光伏打電池因其制備過(guò)程簡(jiǎn)單、成本低廉、可制成柔性器件等優(yōu)點(diǎn)近年來(lái)受到廣泛重視10。但其能量轉(zhuǎn)換效率目前還比較低最高才達(dá)到7.7主要原因是共軛聚合物的吸收效率低吸收光譜范圍較窄及低的光密度造成的、載流子遷移率低一般僅10-5cm/Vs以及載流子收集效率較低。無(wú)機(jī)半導(dǎo)體在這些方面則具有明顯的優(yōu)勢(shì)。向聚合物基體添加半導(dǎo)體納晶可以提高光吸收效率和載流子遷移率尤以添加取向排列的納米棒效果最好4。在已報(bào)道的聚噻吩衍生物/CdSe納晶復(fù)合型光伏電池中4光照后聚合物和半導(dǎo)體納晶都能吸收光子聚合物激發(fā)態(tài)的電子通

4、過(guò)聚合物/納晶界面?zhèn)鬟f給CdSe納晶而CdSe納晶激發(fā)態(tài)的空穴通過(guò)界面?zhèn)鬟f給聚合物從而實(shí)現(xiàn)電荷的分離。然后電子沿CdSe納晶傳遞到負(fù)極。空穴沿聚合物鏈傳遞到正極達(dá)到光電轉(zhuǎn)換的目的。這種結(jié)構(gòu)的光伏打電池模擬太陽(yáng)光AM1.5G下的能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)到1.7。Sun等11使用分叉型四臂棒CdSe納米棒與共軛聚合物復(fù)合制備的光伏打電池能量轉(zhuǎn)換效率又有進(jìn)一步提高。 半導(dǎo)體納晶的合成是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的工作經(jīng)過(guò)近10-20年的研究國(guó)內(nèi)外學(xué)者應(yīng)用不同方法已成功制備出多種半導(dǎo)體納晶材料尤以II-VI族金屬硫?qū)?2 化合物研究得最多也最為成熟13-17國(guó)內(nèi)中國(guó)科大的錢(qián)逸泰院士領(lǐng)導(dǎo)的研究組和清華大學(xué)李亞棟教授在這方面也

5、都作出了國(guó)際上有影響的工作1819。但就其在光電子薄膜器件中的應(yīng)用來(lái)說(shuō)水相體系合成的方法顯然不太適用而已經(jīng)發(fā)展的有機(jī)體系的合成方法大多數(shù)或是合成條件苛刻例如反應(yīng)前驅(qū)體之一是劇毒的、易揮發(fā)、空氣敏感、易爆炸的金屬烷基化合物1314或合成產(chǎn)物之一需要?jiǎng)《镜腃Se2、CS215或是成本高昂采用烷基磷酸作為配位溶劑16或是合成的納晶尺寸不符合要求例如溶劑熱法和氧化鋁模板法合成的產(chǎn)品尺寸較大不易廣泛應(yīng)用。 在半導(dǎo)體納晶/共軛聚合物太陽(yáng)能電池方面盡管?chē)?guó)外學(xué)者獲得了初步的成果但總體上尚處于起步階段。聚合物光電器件對(duì)半導(dǎo)體納晶材料的尺寸納米棒直徑8nm長(zhǎng)度60-100nm、形貌均勻性與可調(diào)控、表面與內(nèi)部缺陷、

6、光穩(wěn)定性等都提出了更高的要求還要求半導(dǎo)體納晶在共軛聚合物中有高的分散性和相容性等等。這種太陽(yáng)能電池對(duì)共軛聚合物材料也會(huì)提出新的要求這方面的研究還未見(jiàn)報(bào)道。另外半導(dǎo)體納晶/共軛聚合物復(fù)合體系的界面結(jié)構(gòu)、激發(fā)態(tài)電荷轉(zhuǎn)移和分離的過(guò)程和機(jī)理等也都有待深入研究。 就共軛聚合物/半導(dǎo)體納晶復(fù)合型太陽(yáng)能電池而言開(kāi)發(fā)出一種能制備出高質(zhì)量形貌可控尺寸在量子限域范圍內(nèi)好的結(jié)晶性、合成條件溫和的半導(dǎo)體納晶材料的簡(jiǎn)便制備技術(shù)設(shè)計(jì)和合成適用于該體系的新型共軛聚合物材料研究半導(dǎo)體納晶/共軛聚合物復(fù)合體系的界面結(jié)構(gòu)、激發(fā)態(tài)電荷轉(zhuǎn)移和分離的過(guò)程和機(jī)理制備出高性能的共軛聚合物/半導(dǎo)體納晶復(fù)合型太陽(yáng)能電池顯然具有重大的意義。 1

7、 K. Rajeshwar N. R. de Tacconi C.R. Chenthamarakshan Chem. Mater. 2001 13 2765. 2 Huynh W. U Peng X. G Alivisatos A. P. Adv.Mater.199911923 3 Gratzel M. Nature 2001.414 338 4 Huynh W.U Dittmer J .J Alivisatos A. P. Science 2002 295 2425 5 Coe S. Woo W. Bawendl M. Bulovic V. Nature 2002.420800 6Hu J.

8、T.. Li L .S Alivisatos A. P. Science 2001 292 2060 7Selven S. T. BullenC Ashokkumar. M. Adv. Mater. 200113 985. 3 8Marcel .B.J. MoronneM Alivisatos A. P. Science 1998181 2013. 9 Burroughes J H Bradley D D C Brown A R et al. Nature 1990 347539. 10 aYu G. et al. Science 1995 270 1789. b Shaheen S. et

9、al. Appl. Phys. Lett. 2001 78 841. c Nelson J. Science 2001 293 1059 11 Sun B.Q. Marx E. Greenham N.C. Nano Letter 20033 96 1 12Coe-Sullivan S. Woo W. K. Steckel J.S. Bawendi M. Bulovic V. Organic Electronics 003 4 2-3 123 13 Murray C.B. Norris D.JBawendi M.G. J.Am.Chem.Soc.1993115 8706. 14 Peng. X.

10、GMsnns.L Alivisatos A. P. Nature 2000 404 59. 15Malik M.A. Revaprasadu N Brien P.O.. Chem.Mater. 2001 13 913. 16Peng Z.A. Peng. X.G. J.Am.Chem.Soc.2002 124 3343 17YuW.W. WangY. A. Peng. X..G. Chem.Mater.2003154300. 18LiY.D. Liao H.W. Ding Y. Fan Y. Zhang Y. Qian Y.T. Inorg.Chem 1999 38 1382. 19Wang

11、 W.Z. Geng Y. Yan P. Liu F.Y. Xie Y. Qian Y.T. J. Am. Chem. Soc. 1999 121 4046. 4 2、文獻(xiàn)綜述 1太陽(yáng)能電池的地位 在新能源中當(dāng)前太陽(yáng)能發(fā)電的成本較高大約是生物質(zhì)發(fā)電沼氣發(fā)電的712倍風(fēng)能發(fā)電的610倍。但太陽(yáng)能與其他新能源相比在資源潛力和持久使用性方面更具有優(yōu)勢(shì)從長(zhǎng)遠(yuǎn)前景來(lái)看光伏發(fā)電是最具潛力的戰(zhàn)略替代發(fā)電技術(shù)。到本世紀(jì)后期太陽(yáng)能發(fā)電將在世界電能結(jié)構(gòu)中占據(jù)80的位置。 2太陽(yáng)能電池的分類(lèi)簡(jiǎn)介 太陽(yáng)能電池按結(jié)晶狀態(tài)可分為結(jié)晶系薄膜式和非結(jié)晶系薄膜式以下表示為a-兩大類(lèi)而前者又分為單結(jié)晶形和多結(jié)晶形。按材料可分為硅

12、薄膜形、化合物半導(dǎo)體薄膜形和有機(jī)膜形而化合物半導(dǎo)體薄膜形又分為非結(jié)晶形a-Si:Ha-Si:H:Fa-SixGel-x:H等、ⅢV族GaAsInP等、ⅡⅥ族Cds系和磷化鋅 Zn3P2 等。太陽(yáng)能電池根據(jù)所用材料的不同太陽(yáng)能電池還可分為硅太陽(yáng)能電池、多元化合物薄膜太陽(yáng)能電池、聚合物多層修飾電極型太陽(yáng)能電池、納米晶太陽(yáng)能電池、有機(jī)太陽(yáng)能電池其中硅太陽(yáng)能電池是目前發(fā)展最成熟的在應(yīng)用中居主導(dǎo)地位。 第一硅太陽(yáng)能電池 硅太陽(yáng)能電池分為單晶硅太陽(yáng)能電池、多晶硅薄膜太陽(yáng)能電池和非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池三種。單晶硅太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率最高技術(shù)也最為成熟。在實(shí)驗(yàn)室里最高的轉(zhuǎn)換效率為24.7規(guī)模生產(chǎn)時(shí)的效率為15。在

13、大規(guī)模應(yīng)用和工業(yè)生產(chǎn)中仍占據(jù)主導(dǎo)地位但由于單晶硅成本價(jià)格高大幅度降低其成本很困難為了節(jié)省硅材料發(fā)展了多晶硅薄膜和非晶硅薄膜做為單晶硅太陽(yáng)能電池的替代產(chǎn)品。多晶硅薄膜太陽(yáng)能電池與單晶硅比較成本低廉而效率高于非晶硅薄膜電池其實(shí)驗(yàn)室最高轉(zhuǎn)換效率為18工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的轉(zhuǎn)換效率為10。因此多晶硅薄膜電池不久將會(huì)在太陽(yáng)能電地市場(chǎng)上占據(jù)主導(dǎo)地位。非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池成本低重量輕轉(zhuǎn)換效率較高便于大規(guī)模生產(chǎn)有極大的潛力。但受制于其材料引發(fā)的光電效率衰退效應(yīng)穩(wěn)定性不高直接影響了它的實(shí)際應(yīng)用。如果能進(jìn)一步解決穩(wěn)定性問(wèn)題及提高轉(zhuǎn)換率問(wèn)題那么非晶硅太陽(yáng)能電池?zé)o疑是太陽(yáng)能電池的主要發(fā)展產(chǎn)品之一。 第二多元化合物薄膜太陽(yáng)能電

14、池 多元化合物薄膜太陽(yáng)能電池材料為無(wú)機(jī)鹽其主要包括砷化鎵III-V族化合物、硫化鎘、硫化鎘及銅錮硒薄膜電池等。硫化鎘、碲化鎘多晶薄膜電池的效 5 率較非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池效率高成本較單晶硅電池低并且也易于大規(guī)模生產(chǎn)但由于鎘有劇毒會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染因此并不是晶體硅太陽(yáng)能電池最理想的替代產(chǎn)品。砷化鎵GaAsIII-V化合物電池的轉(zhuǎn)換效率可達(dá)28GaAs化合物材料具有十分理想的光學(xué)帶隙以及較高的吸收效率抗輻照能力強(qiáng)對(duì)熱不敏感適合于制造高效單結(jié)電池。但是GaAs材料的價(jià)格不菲因而在很大程度上限制了用GaAs電池的普及。銅銦硒薄膜電池簡(jiǎn)稱(chēng)CIS適合光電轉(zhuǎn)換不存在光致衰退問(wèn)題轉(zhuǎn)換效率和多晶硅一樣。具有

15、價(jià)格低廉、性能良好和工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)將成為今后發(fā)展太陽(yáng)能電池的一個(gè)重要方向。唯一的問(wèn)題是材料的來(lái)源由于銦和硒都是比較稀有的元素因此這類(lèi)電池的發(fā)展又必然受到限制。 第三聚合物多層修飾電極型太陽(yáng)能電池 以有機(jī)聚合物代替無(wú)機(jī)材料是剛剛開(kāi)始的一個(gè)太陽(yáng)能電池制造的研究方向。由于有機(jī)材料柔性好制作容易材料來(lái)源廣泛成本底等優(yōu)勢(shì)從而對(duì)大規(guī)模利用太陽(yáng)能提供廉價(jià)電能具有重要意義。但以有機(jī)材料制備太陽(yáng)能電池的研究?jī)H僅剛開(kāi)始不論是使用壽命還是電池效率都不能和無(wú)機(jī)材料特別是硅電池相比。能否發(fā)展成為具有實(shí)用意義的產(chǎn)品還有待于進(jìn)一步研究探索。 第四納米晶太陽(yáng)能電池 納米TiO2晶體化學(xué)能太陽(yáng)能電池是新近發(fā)展的優(yōu)點(diǎn)在于它廉價(jià)的

16、成本和簡(jiǎn)單的工藝及穩(wěn)定的性能。其光電效率穩(wěn)定在10以上制作成本僅為硅太陽(yáng)電池的1/51/10壽命能達(dá)到2O年以上。此類(lèi)電池的研究和開(kāi)發(fā)剛剛起步不久的將來(lái)會(huì)逐步走上市場(chǎng)。 第五有機(jī)太陽(yáng)能電池 有機(jī)太陽(yáng)能電池就是由有機(jī)材料構(gòu)成核心部分的太陽(yáng)能電池。大家對(duì)有機(jī)太陽(yáng)能電池不熟悉這是情理中的事。如今量產(chǎn)的太陽(yáng)能電池里95以上是硅基的而剩下的不到5也是由其它無(wú)機(jī)材料制成的。 3太陽(yáng)能電池的需求 當(dāng)電力、煤炭、石油等不可再生能源頻頻告急能源問(wèn)題日益成為制約國(guó)際社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸時(shí)越來(lái)越多的國(guó)家開(kāi)始實(shí)行“陽(yáng)光計(jì)劃”開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能資源尋求經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動(dòng)力。歐洲一些高水平的核研究機(jī)構(gòu)也開(kāi)始轉(zhuǎn)向可再生能源。在國(guó)際光伏市

17、場(chǎng)巨大潛力的推動(dòng)下各國(guó)的太陽(yáng)能電池制造業(yè)爭(zhēng)相投入巨資擴(kuò)大生產(chǎn)以爭(zhēng)一席之地。 6 全球太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)1994-2004年10年里增長(zhǎng)了17倍太陽(yáng)能電池生產(chǎn)主要分布在日本、歐洲和美國(guó)。2006年全球太陽(yáng)能電池安裝規(guī)模已達(dá)1744MW較2005年成長(zhǎng)19整個(gè)市場(chǎng)產(chǎn)值已正式突破100億美元大關(guān)。2007年全球太陽(yáng)能電池產(chǎn)量達(dá)到3436MW較2006年增長(zhǎng)了56。 目前我國(guó)已成為全球主要的太陽(yáng)能電池生產(chǎn)國(guó)。2007年全國(guó)太陽(yáng)能電池產(chǎn)量達(dá)到1188MW同比增長(zhǎng)293。中國(guó)已經(jīng)成功超越歐洲、日本為世界太陽(yáng)能電池生產(chǎn)第一大國(guó)。在產(chǎn)業(yè)布局上我國(guó)太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成了一定的集聚態(tài)勢(shì)。在長(zhǎng)三角、環(huán)渤海、珠三角、中

18、西部地區(qū)已經(jīng)形成了各具特色的太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)集群。中國(guó)的太陽(yáng)能電池研究比國(guó)外晚了20年盡管最近10年國(guó)家在這方面逐年加大了投入但投入仍然不夠與國(guó)外差距還是很大。政府應(yīng)加強(qiáng)政策引導(dǎo)和政策激勵(lì)盡快解決太陽(yáng)能發(fā)電上網(wǎng)與合理定價(jià)等問(wèn)題。同時(shí)可借鑒國(guó)外的成功經(jīng)驗(yàn)在公共設(shè)施、政府辦公樓等領(lǐng)域強(qiáng)制推廣使用太陽(yáng)能充分發(fā)揮政府的示范作用推動(dòng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)盡快起步和良性發(fā)展。 4基于以上查到的資料及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀我經(jīng)過(guò)仔細(xì)分析聯(lián)系工程實(shí)際情況認(rèn)為 第一目前市場(chǎng)化的太陽(yáng)能電池價(jià)格一直高主要是由于硅的成本高所致如能避免將硅引入電池則可以從新的高度來(lái)定位太陽(yáng)能電池。在共軛聚合物/無(wú)機(jī)半導(dǎo)體納晶雜化太陽(yáng)能電池中標(biāo)志性的突破是用C替換

19、Si. 第二將太陽(yáng)能電池?蛉嶁曰⒄垢梢岳┐笫視梅段в酶蟮氖諧』觥?有此兩點(diǎn)考慮我認(rèn)為開(kāi)發(fā)改進(jìn)在共軛聚合物/無(wú)機(jī)半導(dǎo)體納晶雜化太陽(yáng)能電池是有充足的理論依據(jù)的也是大有前景的。 7 3、研究?jī)?nèi)容 1項(xiàng)目研究的目的和主要研究?jī)?nèi)容 項(xiàng)目研究的目的 1. 開(kāi)發(fā)出一種能制備出高質(zhì)量形貌可控尺寸在量子限域范圍內(nèi)好的結(jié)晶性的合成條件溫和的半導(dǎo)體納晶材料的簡(jiǎn)便制備技術(shù) 2. 設(shè)計(jì)和合成適用于該體系的新型共軛聚合物材料 3. 研究半導(dǎo)體納晶/共軛聚合物復(fù)合體系的界面結(jié)構(gòu)、激發(fā)態(tài)電荷轉(zhuǎn)移和分離的過(guò)程和機(jī)理制備出高性能的共軛聚合物/半導(dǎo)體納晶復(fù)合型太陽(yáng)能電池。 主要研究?jī)?nèi)容 1. 設(shè)計(jì)尺寸可控、形狀球狀、棒狀

20、、多臂棒狀等可控的高性能II-VI族金屬硫?qū)倩衔锇雽?dǎo)體納米粒子的化學(xué)合成方案研究各種反應(yīng)條件對(duì)產(chǎn)物尺寸、形貌和性能的影響闡明影響的機(jī)理。 2. 對(duì)制備的納米粒子進(jìn)行結(jié)構(gòu)、形貌和各種性能表征吸收光譜、熒光光譜、電化學(xué)測(cè)量等。 3. 研究半導(dǎo)體納晶/共軛聚合物復(fù)合體系的界面結(jié)構(gòu)特征研究界面間激發(fā)態(tài)電荷轉(zhuǎn)移和能量轉(zhuǎn)移的規(guī)律和特性。 4. 設(shè)計(jì)和合成新型的符合聚合物光伏電池要求的具有在可見(jiàn)光區(qū)較寬的吸收譜帶、較高的載流子遷移率共軛聚合物材料研究材料的純化方法。 5. 尋找與無(wú)機(jī)半導(dǎo)體納米材料能級(jí)匹配的共軛聚合物材料。根據(jù)與半導(dǎo)體納晶復(fù)合的需要對(duì)聚合物材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)和性能修飾或和對(duì)半導(dǎo)體納米粒子進(jìn)行表面

21、改性改進(jìn)和提高聚合物與半導(dǎo)體納米晶之間的電子轉(zhuǎn)移速度。 6. 優(yōu)化材料合成、純化和器件制備等條件制備出高性能的聚合物/無(wú)機(jī)半導(dǎo)體納晶復(fù)合型光伏打電池。 8 2擬采取的研究方法、技術(shù)路線、實(shí)施方案及可行性分析 研究方法 調(diào)查法 觀察法 實(shí)驗(yàn)法 文獻(xiàn)研究法 實(shí)證研究法 定量分析法 定性分析法 跨學(xué)科研究法 個(gè)案研究法 功能分析法 數(shù)量研究法 模型方法 探索性研究法經(jīng)驗(yàn)總結(jié)法 技術(shù)路線 實(shí)施方案按技術(shù)路線執(zhí)行。 可行性分析在每一步仔細(xì)分析。 3課題的創(chuàng)新點(diǎn) 1尺寸和形狀可控的II-VI族金屬硫?qū)倩衔镏饕荂dSZnSCdSeCdTe等和III-V族如GaAs InP等半導(dǎo)體納晶材料的新的合成方法這

22、種方法具有合成條件溫和、符合綠色化學(xué)要求的特點(diǎn)。 2共軛聚合物/半導(dǎo)體納晶界面結(jié)構(gòu)的研究為提高這種復(fù)合體系界面間的電荷轉(zhuǎn)移性能對(duì)聚合物結(jié)構(gòu)和半導(dǎo)體納晶表面進(jìn)行的修飾改性。 將聚合物的易加工性與無(wú)機(jī)納晶的高載流子遷移率結(jié)合制備雜化太陽(yáng)能電池。 理論分析閱讀文獻(xiàn)設(shè)計(jì)S族金屬硫化合物半導(dǎo)體納米粒子的化學(xué)合成方案 實(shí)驗(yàn)1制備納米粒子并進(jìn)行進(jìn)行結(jié)構(gòu)、形貌和各種性能表征 研究實(shí)驗(yàn)結(jié)果研究半導(dǎo)體納晶/共軛聚合物復(fù)合體系的界面結(jié)構(gòu)特征研究界面間激發(fā)態(tài)電荷轉(zhuǎn)移和能量轉(zhuǎn)移的規(guī)律和特性 實(shí)驗(yàn)2設(shè)計(jì)和合成新型的符合聚合物光伏電池要求的具有在可見(jiàn)光區(qū)較寬的吸收譜帶、較高的載流子遷移率共軛聚合物材料 實(shí)驗(yàn)3在2的結(jié)果中尋

23、找與無(wú)機(jī)半導(dǎo)體納米材料能級(jí)匹配的共軛聚合物材料 實(shí)驗(yàn)4:根據(jù)與半導(dǎo)體納晶復(fù)合的需要對(duì)聚合物材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)和性能修飾對(duì)半導(dǎo)體納米粒子進(jìn)行表面改性改進(jìn)和提高聚合物與半導(dǎo)體納米晶之間的電子轉(zhuǎn)移速度 成品制備制備出高性能的聚合物/無(wú)機(jī)半導(dǎo)體納晶復(fù)合型光伏打電池 撰寫(xiě)論文 結(jié)束 9 4、研究基礎(chǔ) 1所需實(shí)驗(yàn)手段、研究條件和實(shí)驗(yàn)條件 實(shí)驗(yàn)手段光敏譜測(cè)量系統(tǒng)配有計(jì)算機(jī)控制單色儀高壓氙燈斬光器及鎖相放大器合成實(shí)驗(yàn)室。 電化學(xué)和阻抗分析儀IM6e德國(guó)ZAHNER elektrik公司 U-2001 UV-VIS 光譜儀日立公司 F-4500熒光光譜儀日立公司 研究條件 1成員條件 項(xiàng)目組成員具有勤奮刻苦的敬業(yè)精神

24、本項(xiàng)目所需實(shí)驗(yàn)條件基本具備。這些為本項(xiàng)目的完成提供了基本保證。在實(shí)施方案中本項(xiàng)目的指導(dǎo)老師具備新型共軛聚合物合成和金屬絡(luò)合物方面部分前期的準(zhǔn)備和工作基礎(chǔ)材料的表征我們有堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)和研究經(jīng)驗(yàn)。 2.實(shí)驗(yàn)室條件 具備單獨(dú)的合成實(shí)驗(yàn)室、有完備的合成表征實(shí)驗(yàn)條件。 3尚缺的條件 實(shí)驗(yàn)室尚不具備器件的制備與表征。 解決方案 我將與有關(guān)化學(xué)研究所有非常深厚的合作基礎(chǔ)我在加強(qiáng)與這些單位合作的同時(shí)也將不斷地拓展與其他兄弟單位的合作。這些為本項(xiàng)目的完成提供了良好的前期研究基礎(chǔ)。 10 2 經(jīng)費(fèi)預(yù)算 開(kāi)支科目 預(yù)算金費(fèi) 元 主要用途 階段下達(dá)經(jīng)費(fèi)計(jì)劃元 前半階段 后半階段 預(yù)算經(jīng)費(fèi)總額 8000 2300 520

25、0 試驗(yàn)費(fèi) 2000 分析測(cè)試實(shí)驗(yàn)儀器 1000 1000 材料費(fèi) 5000 試劑原料的購(gòu)置 1000 4000 書(shū)籍文稿費(fèi) 500 購(gòu)買(mǎi)相關(guān)資料打印文稿 300 200 其他 5000 其他為 電化學(xué)和阻抗分析儀IM6e德國(guó)ZAHNER elektrik公司 U-2001 UV-VIS 光譜儀日立公司 F-4500熒光光譜儀日立公司 的使用 11 5、主要參考文獻(xiàn)不少于25篇、外文不少于15篇 序號(hào) 文獻(xiàn)目錄作者、題目、刊物名、出版時(shí)間、頁(yè)次 1 《無(wú)機(jī)化學(xué)》 關(guān)魯雄等 2 《工科大學(xué)化學(xué)Ⅱ》張平民等 3 《工科大學(xué)化學(xué)Ⅲ》張平民等 4 《工科大學(xué)化學(xué)Ⅳ》張平民等 5 周海濤、張鴻、李志成

26、《納米復(fù)合La9.33Si6O26/Ce0.85Bi0.15O1.925氧離子導(dǎo)電體的制備及其導(dǎo)電性能》 《中南大學(xué)學(xué)報(bào)自然科學(xué)版》 2009年10月 第40卷第5期 1265頁(yè)1269頁(yè) 6 張瑩、劉開(kāi)宇、張偉、王洪恩 《納米二氧化錳的電化學(xué)電容性能》 《中南大學(xué)學(xué)報(bào)自然科學(xué)版》 2008年6月 第39卷第3期 469頁(yè)473頁(yè) 7 張昌能、王淼、周曉文、林原、方世璧、李學(xué)萍、肖旭瑞、岑況 《染料敏化太陽(yáng)能電池中聚合物電解質(zhì)的優(yōu)化》 《科學(xué)通報(bào)》 2004年7月 第49卷第13期 1241頁(yè)1244頁(yè) 8 劉艷彪、周保學(xué)、熊必濤、白晶、李龍海 《TiO2納米管陣列太陽(yáng)能電池薄膜材料及電池性能

27、研究》 《科學(xué)通報(bào)》 2007年5月 第52卷第10期 1102頁(yè)1106頁(yè) 9 周媛媛、余日文、李松、李蕾 《導(dǎo)電高分子材料聚苯胺的研究進(jìn)展》《化學(xué)推進(jìn)劑與高分子材料》 2007年 第5卷第6期 14頁(yè)19頁(yè) 10 黃紅敏、賀慶國(guó)、藺洪振、王文龍、翟錦、楊俊林、彭權(quán)剛、朱道本、白鳳蓮 《有機(jī)半導(dǎo)體光伏打電池》 《物理學(xué)和高新技術(shù)》 2003年 第32卷第1期 32頁(yè)35頁(yè) 11 陳紅征、施敏敏 《有機(jī)復(fù)合光電功能材料與器件領(lǐng)域的前沿與熱點(diǎn)》《熱點(diǎn)聚焦》 2009年 第1期 23頁(yè)26頁(yè) 12 陳今茂、馬玉濤、王桂強(qiáng)、王正平、周曉文、林原、李學(xué)萍、肖旭瑞 《納晶敏化太陽(yáng)能電池中鉑修飾對(duì)電極的一

28、種新制法》 《科學(xué)通報(bào)》 2005年1月 第50卷第1期 28頁(yè)31頁(yè) 13 鐘代英 《導(dǎo)電高分子材料》 《西安郵電學(xué)院學(xué)報(bào)》 1996年12月 第1卷第4期 30頁(yè)36頁(yè) 14 孫世國(guó)、彭孝軍、徐勇前、高云玲、孫立成 《兩種含錸、釕的太陽(yáng)能電池光敏染料的合成研究》 《高等學(xué)?；瘜W(xué)學(xué)報(bào)》 2004年1月 Vol25 67頁(yè)70頁(yè) 15 Panteix P JJulien Bernache A Det al.Synthesis and characterization of oxide ions conductors with the apatite structure for interned

29、iate temperature SOFJ.Mater Chem Phys2006952/3:313-320 16 Huynh W. U Peng X. G Alivisatos A. P. Adv.Mater.199911923 17 Burroughes J H Bradley D D C Brown A R et al. Nature 1990 347539. 18 Sun B.Q. Marx E. Greenham N.C. Nano Letter 20033 96 1 19 Coe-Sullivan S. Woo W. K. Steckel J.S. Bawendi M. Bulovic V. Organic Electronics 003 4 2-3 123 12 6、論文工作計(jì)劃 序號(hào) 階段及內(nèi)容 工作量估計(jì) 時(shí)數(shù) 起訖日期 階段成果形式 1 2 1研究II-VI族金屬硫?qū)倩衔锛{晶材料的新型制備方法實(shí)現(xiàn)這些半導(dǎo)體納晶尤其是CdSe和CdTe的形狀、尺寸可控。 2對(duì)這些納晶材料進(jìn)行形貌、結(jié)構(gòu)和性能表征。 3合成與納晶相容性好的聚合物通過(guò)熒光光譜和時(shí)間分辯熒光光譜研究半導(dǎo)體納晶/共軛聚合物體系的激發(fā)態(tài)電荷轉(zhuǎn)移特性。 1研究聚合.