耦联剂辅助吸附法制备CuInS2量子点敏化太阳电池

分别以CuI和InAc3作为铜源和铟源，十二硫醇（DDT）作为硫源，采用直接加热法合成不同尺寸的CuInS2（CIS）量子点.运用X射线衍射（XRD），拉曼光谱（Raman），高分辨率透射电镜（HRTEM），紫外-可见（UV-Vis）吸收光谱表征其相结构、形貌及光学性能.结果表明：制备的CIS量子点为黄铜矿结构，且随着时间的延长，量子点逐渐长大，吸收光谱的激子吸收峰逐渐红移，表现出量子尺寸效应.采用巯基乙酸为双功能耦联剂辅助吸附法制备CIS敏化的TiO2薄膜.通过衰减全反射红外光谱（ATR-FTIR）分析得出，巯基乙酸上的羧基与TiO2表面羟基连接，另一端上的巯基代替长链的DDT与CIS耦联，...

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Published in物理化学学报 Vol. 31; no. 7; pp. 1331 - 1337
Main Author 王楠 梁柱荣 王欣 徐雪青 方军 王军霞 郭华芳
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国科学院广州能源研究所，中国科学院可再生能源与天然气水合物重点实验室，广州510640%中国科学院广州能源研究所，中国科学院可再生能源与天然气水合物重点实验室，广州510640 2015
厦门大学化学与化工学院化工与生物工程系，福建厦门361005
中国科学院大学，北京100049%厦门大学化学与化工学院化工与生物工程系,福建厦门,361005
Subjects
多功能耦联剂
巯基乙酸
敏化太阳电池
辅助吸附
量子点
铜铟硫
Quantum dot
多功能耦联剂
Assisted adsorption
量子点
Thioglycolic acid
铜铟硫
Bifunctional linker
巯基乙酸
Sensitized solar cel
辅助吸附
CuInS2
敏化太阳电池
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ISSN1000-6818
DOI10.3866/PKU.WHXB201505072

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Summary:分别以CuI和InAc3作为铜源和铟源，十二硫醇（DDT）作为硫源，采用直接加热法合成不同尺寸的CuInS2（CIS）量子点.运用X射线衍射（XRD），拉曼光谱（Raman），高分辨率透射电镜（HRTEM），紫外-可见（UV-Vis）吸收光谱表征其相结构、形貌及光学性能.结果表明：制备的CIS量子点为黄铜矿结构，且随着时间的延长，量子点逐渐长大，吸收光谱的激子吸收峰逐渐红移，表现出量子尺寸效应.采用巯基乙酸为双功能耦联剂辅助吸附法制备CIS敏化的TiO2薄膜.通过衰减全反射红外光谱（ATR-FTIR）分析得出，巯基乙酸上的羧基与TiO2表面羟基连接，另一端上的巯基代替长链的DDT与CIS耦联，将CIS成功锚定在TiO2表面.该方法不仅操作简单，而且容易实现CIS在TiO2表面的吸附.太阳电池光电性能测试表明，粒径大小约为3.6 nm的CIS量子点表现出最优的吸附能力以及光电转换性能.进一步采用连续离子吸附层法对CIS敏化的TiO2薄膜进行CdS包覆，光电转换性能大大提高，其效率达到2.83%，这主要源于CdS的包覆钝化了CIS的表面缺陷，有效地降低了电子复合.
Bibliography:Col oidal chalcopyrite CuInS2 （CIS） quantum dots （QDs） were synthesized using copper（I） iodine （CuI） and indium（III） acetate （InAc3） as metal cationic precursors, and dodecanethiol （DDT） as the sulfur source and solvent. The microstructure and optical properties of the prepared CIS QDs were characterized by X-ray diffraction （XRD）, Raman spectroscopy, high-resolution transmission electron microscopy （HRTEM）, and UV-Vis absorption spectroscopy. The results showed that the CIS consisted of chalcopyrite phase and exhibited Cu-Au ordering. With prolonged reaction time, the grain sizes of the QDs became larger and the absorption edges of the CIS QDs showed a red-shift owing to the size-induced quantum confinement effect. For the first＆amp;nbsp;time, DDT-capped CIS QDs with narrow size distribution were connected to the inner surface of mesoporous TiO2 films via a thioglycolic acid （TGA）-assisted adsorption approach, which was simple and easy to carry out. The adsorption behaviors of both TGA and the CIS QDs on the
ISSN:1000-6818
DOI:10.3866/PKU.WHXB201505072