PPy/TiO_2太陽能電池納米光陽極的光電性能研究

【摘要】：當前不可再生能源不斷消耗，環(huán)境污染持續(xù)加劇，人類的生存受到極大威脅。太陽能電池是一種將太陽能直接轉(zhuǎn)化電能的裝置，發(fā)展太陽能電池技術既能很好地解決世界能源危機，又能促進環(huán)境保護。 一維納米材料的TiO2因光生載流子在其界面能有效分離，且傳輸速度快等獨特的物理化學等性能，在光催化、太陽能電池和傳感器等方面受到人們極大的關注。雖然納米TiO2對紫外吸收很強，但對可見光沒有吸收，所以常用另一材料來敏化其對太陽光的寬范圍吸收，提高其光電轉(zhuǎn)換特性已經(jīng)成為TiO2太陽能電池研究的焦點。 聚吡咯（PPy）是一種窄帶隙p-型半導體，適于敏化n-型二氧化鈦。在高分子導電、光學器件、傳感器、太陽能電池等方面有許多潛在的應用。 導電聚吡咯(PPy)與納米TiO2結合而形成p-n型異質(zhì)結有機一無機復合材料是一種新型的光陽極材料，在太陽能電池和光催化降解有機污染物等領域具有極其廣泛的應用前景。 本文主要采用水熱法制備出一維TiO2納米材料，然后用電化學方法在納米TiO2上沉積PPy，制備出PPy/TiO2復合材料光電極。并對材料進行了形貌、結構和光電性能的系統(tǒng)表征，主要包括SEM（FESEM）、UV-VIS、EIS、C-V等。結果表明：水熱法成功地生長TiO2納米材料，隨后并在上面沉積PPy，進行修飾改性，觀察到很好的光電響應。 【關鍵詞】：二氧化鈦 水熱法 聚吡咯 太陽能電池 光伏性能
【學位授予單位】：云南師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 緒論7-18
• 1.1 研究背景和意義7-8
• 1.2 太陽能電池的發(fā)展歷程8-9
• 1.3 太陽能電池的分類9-10
• 1.4 太陽能電池的基本原理10-13
• 1.4.1 p—n 的形成10-12
• 1.4.2 光伏效應12
• 1.4.3 光電的轉(zhuǎn)換過程12-13
• 1.5 有機高分子太陽能電池的工作原理13-15
• 1.6 太陽能電池性能的表征15-17
• 1.7 本章小結17-18
• 第二章 二氧化鈦納米材料的水熱法制備18-44
• 2.1 水熱法18-19
• 2.1.1 水熱反應的基本原理18
• 2.1.2 水熱反應的主要特點18-19
• 2.2 TiO2納米材料的水熱法制備19-43
• 2.2.1 二氧化鈦納米管水熱法制備的簡單綜述19-25
• 2.2.2 TiO2 納米柱陣列的水熱法生長25-43
• 2.3 本章小結43-44
• 第三章 PPy-TiO_2納米柱陣列復合材料的制備44-59
• 3.1 引言44
• 3.2 實驗原理及方法44-47
• 3.2.1 聚吡咯44-45
• 3.2.2 聚吡咯的結構特征及導電機理45
• 3.2.3 聚吡咯的合成方法45-47
• 3.3 PPy/TiO_2納米柱陣列復合材料的制備47-51
• 3.3.1 吡咯的提純48-49
• 3.3.2 實驗部分49-51
• 3.4 實驗結果與分析51-58
• 3.5 本章小結58-59
• 第四章 結論59-60
• 參考文獻60-64
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學術論文和研究成果64-65
• 致謝65

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