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1、分類號密級UDC編號碩士研究生學(xué)位論文論文題目（中文）：氮摻雜碳量子點(diǎn)的制備及其在染料敏化太陽電池中的應(yīng)用研究論文題目（英文）：ResearchonthepreparationofN-CQDsandtheirapplicationsindye-sensitizedsolarcells學(xué)院能源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院專業(yè)名稱農(nóng)業(yè)電氣化與自動化研究方向光伏科學(xué)與工程研究生姓名楊啟鳴學(xué)號1523160010導(dǎo)師姓名楊培志職稱研究員2018年3月9日獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡
2、我所知，除文中已經(jīng)標(biāo)明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：2018年5月22日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)云南師范大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位
3、論文。學(xué)位論文作者簽名：指導(dǎo)教師簽名：2018年5月22日2018年5月22日摘要摘要碳量子點(diǎn)(CQDs)由于具有獨(dú)特的熒光性質(zhì)、上轉(zhuǎn)換發(fā)光特性、良好的水溶性、低毒性和環(huán)境友好等特點(diǎn)，在光電器件中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。本文以鳳眼蓮（水葫蘆）和殼聚糖為碳源，通過水熱法一步合成氮摻雜碳量子點(diǎn)（N-CQDs）；利用TEM、XRD、XPS、Raman、PL和UV-vis等手段對量子點(diǎn)的形貌、結(jié)構(gòu)、物相和光電性能進(jìn)行了表征；研究了水熱時(shí)間和水熱溫度等工藝參數(shù)對N-CQDs性能的影響；將制備的N-CQDs作為光敏劑和催化劑應(yīng)用于染料
4、敏化太陽電池（DSSCs）的光陽極和對電極，通過伏安特性曲線、阻抗譜、開關(guān)特性曲線等研究了N-CQDs的引入對敏化太陽電池性能的影響。取得的主要研究成果如下：（1）采用鳳眼蓮（水葫蘆）為碳前體，通過水熱法一步合成N-CQDs，并將其用于DSSCs中。結(jié)果表明：在反應(yīng)時(shí)間相同的條件下，通過調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度可調(diào)控碳量子點(diǎn)的微結(jié)構(gòu)和發(fā)光性能，通過優(yōu)化工藝，最終制備出性能良好的N-CQDs。這為碳量子點(diǎn)的制備提供了一種新的思路：采用生物質(zhì)廢棄物為原料可批量制備N-CQDs，所獲得量子點(diǎn)的熒光量子產(chǎn)率高、穩(wěn)定性好，具有上轉(zhuǎn)換發(fā)光特性
5、。將其作為敏化劑應(yīng)用于敏化太陽電池，所制備電池的光電轉(zhuǎn)換效率為0.17%，填充因子為67%。（2）以殼聚糖為碳源，通過改變水熱時(shí)間制備得到一系列N-CQDs，并對其性能進(jìn)行了表征；將其作為光敏劑應(yīng)用于敏化太陽電池，通過電化學(xué)工作站對電池進(jìn)行性能測試。結(jié)果顯示：水熱時(shí)間為2h的條件下合成的N-CQDs大小均勻，分散性良好，粒徑分布主要集中在1.5nm-3nm之間，在365nm紫外燈下發(fā)出明亮的青藍(lán)光。其能級與光陽極TiO2和電解質(zhì)匹配良好。采用N719染料與N-CQDs共敏化，制作了太陽電池，獲得了9.15%的光電轉(zhuǎn)換效
6、率，與N719染料單獨(dú)敏化的電池相比，轉(zhuǎn)換效率提高了8.5%。（3）低鉑的合金對電極是一種DSSCs電極材料，如何優(yōu)化其結(jié)構(gòu)并進(jìn)一步增強(qiáng)其電化學(xué)活性一直是該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。通過加入氨水將優(yōu)化的N-CQDs進(jìn)行重氮摻雜制備出重氮摻雜的CQDs，采用電化學(xué)沉積法將其沉積到Pt3Ni合金對電極上，并用其制備出光電轉(zhuǎn)換效率高達(dá)8.63%的敏化太陽電池。與不加量子點(diǎn)的DSSCs相比，光電轉(zhuǎn)換效率提高了1.5%。電池性能的改善主I摘要要由于在光照條件下，N-CQDs產(chǎn)生的光生電子增大了Pt3Ni合金對電極表面的電子密度，進(jìn)而促進(jìn)了
7、電極的催化活性，使其內(nèi)部的氧化還原反應(yīng)加速，最終提高了電池效率。關(guān)鍵詞：氮摻雜碳量子點(diǎn)；水熱法；光吸收器；染料敏化太陽電池；共敏化；合金對電極IIAbstractAbstractCarbonquantumdots(CQDs)havetriggeredmuchattentionduetouniquephotoluminescenceproperties,up-conversionluminescence,goodwatersolubility,lowtoxicityandenvironmentalfriendliness
8、,whichhavepotentialapplicationsinoptoelectronicdevices.Inthiswork,nitrogendopedcarbonquantumdots(N-CQDs)werepreparedviaahydrothermalmethodusingeichhorniacrassipes(ECs
