表面等离子体效应用于增强NiO光阴极电池中光电流的研究

摘要

p型太阳能电池是为了与n型太阳能电池组成叠成电池而研发出来的新型染料敏化太阳能电池。然而p型电池由于其过低的光电流密度而导致制作的叠层电池的电流和效率过低。所以提升p型染料敏化电池的光电流密度成为了染料敏化电池研究中的一个重要的方向.
　　表面等离子体效应目前已经被广泛应用于染料敏化太阳能电池中，以用于提升染料敏化太阳能电池的效率。目前，通过在n型染料敏化电池中加入金纳米颗粒，其光生电流密度和整体效率都有了明显的提升。
　　本文论述了将表面等离子体效应引入到 p型染料敏化太阳能电池的效率中对其光电流和光电压的增强作用。在将包裹二氧化硅的棒状金纳米颗粒引入到p型染料敏化电池中后，采用I-/I3-电解质的电池效率提升到了0.2％，而采用T-/T2电解质的电池的效率则提升到了0.29%，相比于未掺金纳米颗粒的器件有了十分巨大的提升。包裹二氧化硅的棒状金纳米颗粒如同天线般作用，将长波长的光子转化成其周围的电场，并且通过电场对周围的染料进行激发。本文通过吸收谱线分析、扫描电镜、透射电镜和软件仿真对棒状金纳米颗粒性质和其周围电场进行分析，通过I-V测试和IPCE测试对电池的效率进行表征，通过光谱学和暂态测试分析对棒状金纳米颗粒工作原理进行分析讨论。之后本文还将棒状金纳米颗粒引入到反式结构的钙钛矿电池中，对钙钛矿电池的光电流和效率进行分析和测试。

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1 绪论

1. 1 能源需求与太阳能电池的发展

1. 2 染料敏化太阳能电池分类和工作原理

1.3 表面等离子体效应用于提高DSCs的效率

1. 4 p型染料敏化太阳能电池

1. 5 反式钙钛矿太阳能电池结构

1. 6 论文的研究内容

2实验部分和测试方法介绍

2.1 P1染料的合成

2. 2棒状金纳米颗粒的合成

2. 3含有棒状金纳米颗粒的p型DS SC的制作

2. 4含有金纳米颗粒的p型电池的性能测试

2.5 Au NRs@SiO2的仿真测试

3棒状金纳米粒子在p型电池中的工作原理

3. 1 分析研究棒状金纳米颗粒性能

3. 2 两种不同电解质条件下掺金与不掺金的P1电池的效率对比

3.3 根据IPCE曲线分析SPR效应工作原理。

3. 4 暂态测试分析S PR效应引起的内量子效率的提升

3. 5 将棒状金纳米颗粒SP R效应引入到钙钛矿电池中

4结论

结论：

展望：

致谢

参考文献

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附录2文章一些常用符号说明