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基于二氧化钛纳米棒阵列的杂化太阳电池的研究的任务书
任务书
课题名称：基于二氧化钛纳米棒阵列的杂化太阳电池的研究
研究背景：
随着化石能源日益枯竭和环境污染日益加重，可再生能源的研究受到了越来越多的关注。太阳电池因其绿色环保、可再生、普遍性、无噪音等特点，被认为是未来替代化石能源的一个重要选择。然而单纯的太阳电池转换效率并不高，因此研究提高太阳能电池转化效率的方法是十分必要的。其中一种提高太阳能电池转化效率的方法是采用杂化太阳电池。杂化太阳电池是指将不同的半导体材料组合在一起，以实现对不同波长光的吸收和输出电荷的收集。二氧化钛纳米棒阵列是杂化太阳电池中的重要半导体材料之一，因其具有较强的光吸收、较高的载流子迁移率、容易制备、低成本等优点，受到了广泛的关注。
研究内容：
本课题旨在采用化学法或物理法制备出二氧化钛纳米棒阵列，并将其应用于杂化太阳电池中，在此基础上探究不同条件下的制备工艺，以提高二氧化钛纳米棒阵列材料的性能。具体研究内容如下：
1.制备二氧化钛纳米棒阵列，优化工艺条件，探究对阵列结构的影响因素，并进行表征，包括形貌结构、晶体结构、光学性能等；
2.通过化学方法或物理方法制备不同的半导体材料，并将其与二氧化钛纳米棒阵列组成杂化太阳电池；
3.测试和分析杂化太阳电池的光电性能，包括光电转换效率、填充因子、开路电压、短路电流密度等参数；
4.通过杂化太阳电池的性能研究，探究材料结构、工艺条件等对太阳电池性能的影响机制，并优化二氧化钛纳米棒阵列及其组合的半导体材料的性能；
5.撰写报告，总结并分析研究结果，提出二氧化钛纳米棒结构杂化太阳电池的性能及其应用前景，为太阳电池领域的研究和工程应用提供参考。
研究步骤：
1.收集相关的文献资料，对二氧化钛纳米棒阵列及其应用于杂化太阳电池的研究进展进行综述和分析。
2.制备二氧化钛纳米棒阵列，探究它的结构及性能，并进行标记表征。
3.制备不同的半导体材料，并将其与二氧化钛纳米棒阵列组合成杂化太阳电池。
4.测试杂化太阳电池的光电性能，并对测试结果进行分析和对比。
5.对测试结果进行分析和总结，探究二氧化钛纳米棒结构杂化太阳电池的性能及其应用前景。
6.编写报告，总结分析研究进展，提出具有实际应用价值的结论并展望未来的研究方向。
预期成果：
1.成功制备出性能优异的二氧化钛纳米棒阵列；
2.研究得到性能优异的杂化太阳电池，并具体探究其结构和工艺条件对性能的影响机制；
3.系统总结了二氧化钛纳米棒结构杂化太阳电池的性能及其应用前景，为太阳电池领域的研究和工程应用提供参考。
任务周期：
2021年7月-2023年6月
参考文献：
1.L.Wang,Z.Zhou,J.H.Bang,andK.Zhu,“Structurally-DrivenCarrierTransportandRecombinationinHeterogeneousPerovskitesandTheirInfluenceUponSolarCellPerformance,”NatureCommunications,vol.12,no.1,pp.1-9,2021.
2.Y.Zhang,S.Han,H.Sun,J.Song,M.Xie,S.Jiang,andJ.Liang,“BinaryInorganicPerovskitesforHalidePerovskiteSolarCells:FundamentalsandStrategies,”AdvancedMaterials,vol.32,no.43,pp.2002650,2020.
3.Y.Bai,J.Guo,K.Zhu,andZ.Tang,“EffectofSinteringTemperatureonNanoporousTiO2FilmsforHigh-EfficiencyPlanarPerovskiteSolarCells,”ACSAppliedEnergyMaterials,vol.4,no.7,pp.6845-6851,2021.
4.Q.Liu,Y.Zhang,M.Xiao,andJ.Liang,“Perovskite-SiliconTandemSolarCells,”ChemicalSocietyReviews,vol.49,no.16,pp.5774-5809,2020.