基于Cu2ZnSn(S1-x,Sex)4-金属纳米异质结构的全固态量子点敏化太阳能电池

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61604086
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    19.0万
  • 负责人：
    马帅
  • 依托单位：
    青岛科技大学
  • 学科分类：
    F0403.半导体光电子器件与集成
  • 结题年份：
    2019
  • 批准年份：
    2016
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

In this research, we for the first time apply a novel kind of nano-heterostructure, i.e., metal sulfide Cu2ZnSn(S1-x,Sex)4 (CZTSSe) quantum dots with noble metal nanoparticles(Au,Pt,Ag, etc.) for fabricating the all-solid-state quandum-dots sensitized solar cells. Specifically, CZTSSe-Au/Pt/Ag nano composites functions as light absorber, in order to substitute the conventional dye; meanwhile, graphene-TiO2 film and solid-state perovskite electrolyte are as working electrode and hole-transport materials, respectively. This new type quantum-dots solar cells (QDSCs) will take advantage of the optoelectronic properties of both CZTSSe and Au/Pt/Ag nanoparticles, including the local surface plasmon resonance (LSPR) effects to increase the light absorption in visible-light and near-infrared region. In this case, the bonding energy of photogenerated.excitons can be efficiently reduced, and the light conversion efficiency of solar cells can be improved correspondingly.
本项目首次采用金属硫族化合物Cu2ZnSn(S1-x,Sex)4 (CZTSSe)量子点-金属(Au、Pt 、Ag等)纳米颗粒的异质结构作为敏化剂、结合石墨烯-TiO2复合光阳极和钙钛矿型固态电解质, 设计并组装成新型全固态量子点敏化太阳能电池。该电池将CZTSSe和Au/Pt/Ag纳米颗粒的光电特性充分结合,应用该异质结构特有的局部表面等离子体共振效应、增加电池在可见光和近红外区域的光谱吸收强度，同时有效降低光生激子结合能，从而提高光生载流子产生的效率

结项摘要

亚化学计量硫族化合物半导体本身具备组份依赖的局域表面等离子共振（LSPR）效应，与等离子态的纳米金（Au）结合可以得到性能优良的新型纳米异质结；Au粒子的加入不仅可直接提高纳米复合结构的光吸收特性，也会降低光生激子结合能、从而提高光生载流子产生效率；所具备的等离子光陷阱机制可有效增加纳米异质结构的光电转换能力。本项目成功制备了纳米异质结Cu2ZnSn(S1-x,Se x)4-Au（CZTSSe-Au，x = 0时缩写为CZTS-Au）复合材料，并首次将其作为对电极材料、与无机钙钛矿CsSnI2.95F0.05空穴传输层相结合，构造了全固态染料敏化太阳能电池（DSSCs）。光学表征测试结果表明，借助纳米金及CZTSSe周围产生的LSPR效应，贵金属纳米粒子与铜基硫族半导体化合物纳米颗粒的结合可以提高纳米异质结在可见光波段的光吸收率、且禁带宽度也随之得到调整。形貌表征证明，Au纳米颗粒在CZTSSe纳米晶表面是否进行良好的异质外延生长，决定了该异质结的光电特性如何；界面外延取向可以有效抑制异质结区域的缺陷，从而更有利于空穴的有效迁移/传输。电学测试结果表明，基于CZTSSe-Au的半导体薄膜具有良好电导率，不仅能与器件其他各层材料的能带能级相匹配，而且能抑制其内部载流子的复合、从而加速电荷在光电阴极上的转移和提取效率。采用CZTS-Au的太阳能电池光电转换效率较采用纯CZTS的电池效率提升25%，而前者的光生电流密度较后者提升了43%。小信号交流阻抗测试揭示了CsSnI2.95F0.05/CZTS-Au界面处电荷积累和传输的内部机理。可以证明，CZTS-Au纳米异质结与无机钙钛矿良好结合，具有更好的光吸收特性、同时也具备良好的催化性能，可输出更高的光电流；而有效提升纳米异质结异质外延生长质量，可以平衡器件内部电子和空穴的迁移，对于提升光伏器件的开路电压和填充因子有重要的意义。与此同时，针对DSSCs的研究，我们采用CoFe2O4纳米颗粒-石墨烯纳米片的复合结构作为电极。该新型复合结构可防止石墨烯团聚、增加有效比表面积、为载流子的传输提供有效通道。上述技术成果相结合，可以为研制大尺寸、低成本、高效率的全固态光伏器件奠定良好的技术基础。

项目成果

期刊论文数量（12）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（2）
Microstructure and compressive behavior of lamellar Al2O3p/Al composite prepared by freeze-drying and mechanical-pressure infiltration method
冷冻干燥机械压力渗透法制备层状Al(2)O(3)p/Al复合材料的微观结构和压缩行为
  • DOI：
    10.1515/secm-2020-0001
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Science and Engineering of Composite Materials
  • 影响因子：
    1.9
  • 作者：
    Qiang Zhang;Shanliang Dong;Shuai Ma;Xuwei Hou;Wenshu Yang;Yumin Zhang;Gaohui Wu
  • 通讯作者：
    Gaohui Wu
Dual nitrogen sources co-doped mesoporous carbon with ultrahigh rate capability for high-performance supercapacitors
双氮源具有超高倍率能力的共掺杂介孔碳用于高性能超级电容器
  • DOI：
    10.1016/j.jallcom.2019.153627
  • 发表时间：
    2020-05
  • 期刊：
    Journal of Alloys and Compounds
  • 影响因子：
    6.2
  • 作者：
    Xin Xipeng;Wang Zhihuan;Jia Ruiming;Gao Chang;Sui Lina;Dong Hongzhou;Feng Jianguang;Ma Shuai;Pang Beili;Chen Yingjie;Dong Lifeng;Yu Liyan
  • 通讯作者：
    Yu Liyan
Theoretical insights into tunable optical and electronic properties of graphene quantum dots through phosphorization
通过磷化对石墨烯量子点可调光学和电子特性的理论见解
  • DOI：
    10.1016/j.carbon.2019.09.009
  • 发表时间：
    2019-12-01
  • 期刊：
    CARBON
  • 影响因子：
    10.9
  • 作者：
    Feng, Jianguang;Guo, Qian;Dong, Lifeng
  • 通讯作者：
    Dong, Lifeng
Screening stable and metastable ABO3 perovskites using machine learning and the materials project
使用机器学习和材料项目筛选稳定和亚稳定 ABO(3) 钙钛矿
  • DOI：
    10.1016/j.commatsci.2020.109614
  • 发表时间：
    2020-05-01
  • 期刊：
    COMPUTATIONAL MATERIALS SCIENCE
  • 影响因子：
    3.3
  • 作者：
    Liu, Haiying;Cheng, Jiucheng;Dong, Lifeng
  • 通讯作者：
    Dong, Lifeng
Hetero-epitaxial growth of Cu2ZnSn(S1-x,Sex)4-Au nanocomposites: Microstructures and corresponding impacts on optoelectronic properties
Cu2ZnSn(S1-x,Se-x)(4)-Au 纳米复合材料的异质外延生长：微观结构及其对光电性能的影响
  • DOI：
    10.1016/j.matchar.2020.110289
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Materials Characterization
  • 影响因子：
    4.7
  • 作者：
    Shuai Ma;Fengjin Xia;Lifeng Dong;Ruibin Jia;Zhenzong Sha;Jie Wang;Yingjie Chen;Beili Pang;Hongzhou Dong;Liyan Yu
  • 通讯作者：
    Liyan Yu

数据更新时间：{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI：
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间：
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊：
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子：
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者：
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者：
    {{ item.author }}

数据更新时间：{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ patent.updateTime }}

其他文献

ACS冠状动脉闭塞与非闭塞临床特征及院内预后的比较研究
  • DOI：
    10.13201/j.issn.1001-1439.2019.09.008
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    临床心血管病杂志
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王正龙;张巍;邱明仙;胡雯思;许娟;刘志江;许钰琳;陈攀科;许官学;赵然尊;邓文文;陈剑玲;邓婵翠;邓熠;马帅;谷宁;马懿;石蓓
  • 通讯作者：
    石蓓
小冲杆试验评价平板式固体氧化物燃料电池钎焊密封接头力学性能研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    机械工程学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    宋明;马帅;蒋文春;杜传胜;王炳英
  • 通讯作者：
    王炳英
TiO_2压敏陶瓷的研究进展
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    材料导报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    巩云云;初瑞清;徐志军;马帅;郝继功;李国荣
  • 通讯作者：
    李国荣
波形钢腹板部分斜拉桥受力性能分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    世界桥梁
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    马帅;刘朵;金文刚;张建东
  • 通讯作者：
    张建东
古建筑夯土基座渗漏病害机理试验研究
  • DOI：
    10.14006/j.jzjgxb.2018.0406
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    建筑结构学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    朱才辉;马帅
  • 通讯作者：
    马帅

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI：
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间：
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊：
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子：
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者：
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败，请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题，我已根据课题信息分析并撰写以下内容，帮您拓宽课题思路：

AI项目思路

AI技术路线图

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号：
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份：
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额：
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别：
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号：
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份：
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额：
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别：
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者：{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
关闭
close
客服二维码