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胶体纳米晶太阳电池是一个正在快速发展的研究领域。当晶体颗粒的物理尺寸降低到纳米尺度时，晶体颗粒的许多物理和化学特性会发生显著变化。这为调节材料性质以用于特定场合敞开了机遇之门。半导体纳米晶通过与导电聚合物(或无机吸收层)相结合，可作为有效吸收太阳光的可调材料，应用于薄膜太阳电池。因而，利用液体介质合成纳米尺度颗粒的化学方法为从溶液沉积制备吸收层提供了可行性。而且与有机太阳电池相类似，相对简单和有成本效益的工艺如印刷技术可用于制造所需薄膜。有机太阳电池是一个相对年轻和正在开发的领域，近年来已经出版数本书对此技术进行全面综述和深入探讨。将导电聚合物与无机半导体纳米晶相结合的杂化系统方法在有机太阳电池或有机电子器件的论著中有所涉及，但是专门论述无机纳米晶太阳电池的著作尚属罕见。此外，近年来基于纳米颗粒的太阳电池已经取得突飞猛进的发展，具有其特殊性，值得在专著中集中论述其进展。这正是我写这本书的主要原因和动机。对胶体纳米晶太阳电池的研究横跨数个学科，覆盖物理学、化学和材料科学的许多方面。本书旨在为涉及的各学科之间搭起桥梁，将不同领域的重要基础原理融入一个应用领域。

第1章概述1

参考文献8

第1部分材料

第2章胶体半导体纳米晶物理学与化学13

2.1胶体合成基本概念13

2.2材料简要概述16

2.3依赖于粒子尺寸的材料特性17

2.4依赖于胶体纳米晶表面的材料特性24

参考文献29

第3章导电聚合物物理学与化学33

3.1有机材料电导率33

3.1.1杂化33

3.1.2共轭双键36

3.1.3反式聚乙炔的结构和导电性37

3.2不同类型的导电聚合物42

3.3导电聚合物的物理和化学特性45

3.3.1结构特性：链长和分子区域有序性45

3.3.2吸收特性47

参考文献50

第2部分胶体纳米晶和聚合物薄膜特征

第4章电子显微术55

4.1电子显微术基础55

4.2高分辨率透射电子显微术58

4.3傅里叶分析和图像滤波61

4.4确定微粒大小62

4.5样品制备与稳定性64

4.6扫描电子显微术65

4.7电子层析成像65

参考文献67

第5章X射线衍射69

5.1X射线衍射基础69

5.2确定粒子尺寸74

5.3Rietveld分析76

5.4小角X射线散射79

5.5软物质X射线衍射80

参考文献81

第6章光电子能谱术83

6.1X射线光电子能谱基本原理83

6.2表面灵敏度85

6.3半导体纳米晶高分辨率光电子能谱术87

6.4定量光电能谱术：化学成分的深度轮廓90

参考文献93

第7章循环伏安法96

7.1循环伏安法基本原理96

7.2有机半导体能级研究示例99

7.3胶体半导体纳米晶缺陷态分析100

参考文献100

第8章吸收光谱和光致发光谱术102

8.1吸收光谱术基本原理102

8.2光致发光谱术基本原理103

8.3光诱导吸收光谱术105

8.4时间分辨光谱术107

参考文献109

第9章电子自旋共振110

9.1电子自旋共振谱基本原理110

9.2探测施主/受主系统中电荷转移过程的光诱导电子自旋共振112

参考文献116

第10章太阳电池电学表征118

10.1电流-电压测量118

10.1.1基本原理118

10.1.2测量条件121

10.2量子效率测量123

参考文献124

第11章载流子迁移率测量126

11.1电荷输运一般性质126

11.2有机场效应晶体管127

11.3单载流子二极管129

参考文献130

第3部分胶体纳米晶太阳电池

第12章杂化聚合物/纳米晶太阳电池135

12.1采用无机纳米晶作为替代电子受主的潜在优势135

12.2杂化太阳电池的材料组合138

12.2.1镉硫属化合物太阳电池138

12.2.2铅硫属化合物太阳电池143

12.2.3基于三元Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族化合物的太阳电池146

12.2.4基于Ⅲ-Ⅴ族半导体太阳电池149

12.2.5基于过渡金属氧化物太阳电池149

12.2.6硅纳米晶太阳电池152

12.3杂化太阳电池基本原理和改进策略152

12.3.1有机-无机施主-受主界面的电荷分离153

12.3.2有机-无机杂化系统的电荷输运155

12.3.3杂化太阳电池中的缺陷和载流子捕获157

12.3.4杂化体异质结太阳电池需要的配位体交换选择方案165

参考文献167

第13章纳米晶无机吸收层太阳电池172

13.1无导电聚合物采用溶液可生产胶体半导体纳米晶吸收层的

太阳电池概念172

13.2镉硫属化合物纳米晶作无机吸收层的太阳电池174

13.3铅硫属化合物纳米晶作无机吸收层的太阳电池175

13.4其他半导体纳米晶作无机吸收层的太阳电池180

参考文献181

第14章胶体制备纳米晶其他类型太阳电池183

14.1导电聚合物、富勒烯和半导体纳米晶三元混合物体异质结

太阳电池183

14.2作为有机太阳电池隔层的宽禁带半导体纳米晶186

14.3量子点敏化太阳电池188

14.4有机太阳电池中增强光吸收的金属纳米粒子191

参考文献194"

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书籍介绍

胶体纳米晶太阳电池是一个正在快速发展的研究领域。当晶体颗粒的物理尺寸降低到纳米尺度时，晶体颗粒的许多物理和化学特性会发生显著变化。这为调节材料性质以用于特定场合敞开了机遇之门。半导体纳米晶通过与导电聚合物(或无机吸收层)相结合，可作为有效吸收太阳光的可调材料，应用于薄膜太阳电池。因而，利用液体介质合成纳米尺度颗粒的化学方法为从溶液沉积制备吸收层提供了可行性。而且与有机太阳电池相类似，相对简单和有成本效益的工艺如印刷技术可用于制造所需薄膜。有机太阳电池是一个相对年轻和正在开发的领域，近年来已经出版数本书对此技术进行全面综述和深入探讨。将导电聚合物与无机半导体纳米晶相结合的杂化系统方法在有机太阳电池或有机电子器件的论著中有所涉及，但是专门论述无机纳米晶太阳电池的著作尚属罕见。此外，近年来基于纳米颗粒的太阳电池已经取得突飞猛进的发展，具有其特殊性，值得在专著中集中论述其进展。这正是我写这本书的主要原因和动机。对胶体纳米晶太阳电池的研究横跨数个学科，覆盖物理学、化学和材料科学的许多方面。本书旨在为涉及的各学科之间搭起桥梁，将不同领域的重要基础原理融入一个应用领域。