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毕业论文网 > 文献综述 > 材料类 > 材料化学 > 正文

Ag2S/ZnO复合量子点用于荧光太阳能聚光器的制备文献综述

 2020-04-14 14:51:21  

1.目的及意义

随着传统化石能源储量的日益减少,荧光太阳能聚光器(LSC)这一最初于30多年前提出的可再生清洁能源技术再次回归人们的视野,重新焕发出蓬勃的活力。荧光太阳能聚光器的潜力在于它具有传统常规光伏电池难以有效使用的更广泛的领域:建筑环境。LSC是一种设计非常灵活的设备,它可以设计为多种形状和颜色,应用于许多不同的环境当中。而目前荧光太阳能聚光器所面临的最主要的挑战是如何提高光电转换效率。

荧光型太阳能聚光器的工作原理是利用荧光物质吸收太阳光,受激发后再发射的光子大部分可以在聚光器件和空气界面处发生全反射,进入到波导模式,从而汇聚到聚光器的边缘,汇聚后的光子可以驱动太阳能电池板。当聚光效率足够高时,便可以实现一种低成本的光伏技术。

LSC主要由荧光材料和透明基质组成。目前,制备荧光太阳能聚光器的荧光材料通常是有机荧光分子和半导体量子点。基于低毒性、高吸收量子点的聚光器成为未来能够产品化的重要研究方向,例如铜铟硒硫量子点和硅量子点等将成为未来重要的研究方向。而Ag2S和ZnO纳米材料作为重要的光学和电子功能材料,具有很好的光电和光热性质,被广泛应用于光电器件和电子器件中。正常的工作温度下,Ag2S和ZnO的毒性都较弱,加之二者都有很好的光学性能,这两种材料在LSC荧光材料的研究中也应当受到足够的重视。

到目前为止,Ag2S/ZnO复合量子点的研究甚少,并且可以根据两者本身的光学性质通过复合来更好地调控材料的光学性能,因此Ag2S/ZnO复合量子点的合成并用来制备荧光太阳能聚光器具有非常重要的意义。

未来几年该领域需要解决的问题依然很多,例如:如何提高量子点的荧光量子产率,并在器件制备中维持其最初的高荧光量子产率。如何提高聚合物材料的和量子点兼容性问题,聚合物材料的光稳定性问题亟待解决。基于低毒性、高吸收量子点的聚光器成为未来能够产品化的重要研究方向。而荧光太阳能聚光器面向建筑的设计理念为其发展提供了广阔的市场。随着相关研究的深入,光聚技术必将融入到人们的生活当中。

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2. 研究的基本内容与方案

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2.1 基本内容

材料制备:以APTES为粘合剂,通过溶胶-凝胶法将硫化银和氧化锌二者的量子点共热复合;用所得的复合量子点制备荧光太阳能聚光器;

材料表征:对Ag2S/ZnO复合量子点材料的结构、形貌、光谱性质以及聚光器的光电转化效率进行表征,通过XRD、TEM、SEM、UV-Vis等表征手段对其形貌结构及元素构成进行表征,探究不同反应条件如反应温度,升温速率,原料配对等对复合量子点尺寸或形貌的影响;用复合量子点制备荧光太阳能聚光器并进行光电转换效率等表征。

2.2 研究目标

1、合成具有优异荧光性质的Ag2S/ZnO复合量子点,探究不同反应条件如反应温度,升温速率,原料配对等对复合量子点尺寸或形貌的影响;探究不同反应条件对复合量子点荧光性质的影响;

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