離子液體在染料敏化太陽能電池中的應用

【摘要】：離子液體染料敏化太陽能電池（Dye-sensitized solar cell，DSSC）是近幾年來逐漸發(fā)展起來的一種新型太陽能電池，它由一對光電極、染料敏化劑以及離子液體電解質體系構成。它主要具有光電轉換效率高、安全穩(wěn)定、成本低、制作工藝要求低等優(yōu)勢，從而受到了科學界的密切關注。離子液體DSSC的應用研究中最為關注的問題是如何進一步提高其安全穩(wěn)定性以及最大程度地提取能量，所以離子液體DSSC的性能研究和性能測試具有十分重要的實際意義和科學意義。 本論文主要工作之一是完成了一個離子液體DSSC的設計方案。通過離子液體DSSC的結構和工作原理，以聯(lián)吡啶釘配合物染料N719作為染料敏化劑，以3-甲氧基丙腈、1,2-二甲基-3-丙基咪唑碘和硫氰酸胍作為離子液體電解質，以鍍Pt導電玻璃作和TiO2半導體薄膜鍍?yōu)殡姌O組合而成的離子液體DSSC設計方案，其中導電玻璃采用了制絨技術，并著重探討離子液體電解質對離子液體DSSC性能的影響因數(shù)。 工作之二是對離子液體DSSC進行性能測試，探討不同測試條件對離子液體DSSC性能的影響。在模擬太陽光條件下測試了離子液體DSSC伏安特性，在AM1.5G，光強為100mW/cm2條件下，測得離子液體DSSC樣品的短路電流密度為3.88mA/cm2，開路電壓為0.65V，填充因子為0.76、光電轉換效率為6.92%，電池內阻為0.36歐姆。研究了不同光強條件對離子液體DSSC性能的影響，短路電流密度和開路電壓都是隨著光強呈線性增長，填充因子隨著光強的增大是先增大后減小，呈非線性變化，在60～80mW/cm2的范圍內達到最大值，功率轉換效率隨著光強的增大先增大后減小，呈非線性變化，約在70mW/cm2范圍內達到最大值，并分別對其物理機制進行了分析。 【關鍵詞】：染料敏化太陽能電池 離子液體 性能測試 光強
【學位授予單位】：南京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 第一章 緒論7-13
• 1.1 引言7-8
• 1.2 國內外相關研究8-11
• 1.2.1 太陽能電池發(fā)展8-9
• 1.2.2 DSSC 發(fā)展9-10
• 1.2.3 離子液體 DSSC 發(fā)展10-11
• 1.3 課題來源及研究意義11-12
• 1.4 論文框架結構及主要研究內容12-13
• 第二章 離子液體在 DSSC 中的應用13-23
• 2.1 離子液體的概念13
• 2.2 離子液體發(fā)展史13-14
• 2.3 離子液體的特點14-15
• 2.4 離子液體的分類15-16
• 2.5 離子液體的性質16-18
• 2.6 離子液體電解質在 DSSC 應用中的特點18-21
• 2.7 本章小結21-23
• 第三章 離子液體 DSSC 的設計23-36
• 3.1 離子液體 DSSC 的基本結構23-27
• 3.1.1 電極23-25
• 3.1.2 染料敏化劑25-26
• 3.1.3 離子液體電解質26-27
• 3.2 離子液體 DSSC 的工作原理27-29
• 3.3 離子液體 DSSC 的性能指標29-30
• 3.4 離子液體 DSSC 性能的影響因數(shù)30-32
• 3.4.1 內部影響因數(shù)31-32
• 3.4.2 外部影響因數(shù)32
• 3.5 離子液體 DSSC 的設計方案32-34
• 3.5.1 影響 DSSC 性能的因素分析32-33
• 3.5.2 離子液體 DSSC 的設計思路33-34
• 3.6 本章小結34-36
• 第四章 離子液體 DSSC 測試36-45
• 4.1 離子液體 DSSC 的伏安特性測試36-39
• 4.1.1 實驗儀器及設備36-37
• 4.1.2 實驗測試部分37
• 4.1.3 測試結果和討論37-39
• 4.2 離子液體 DSSC 的光強特性測試39-43
• 4.2.1 實驗儀器及設備39
• 4.2.2 實驗測試部分39-40
• 4.2.3 測試結果和討論40-43
• 4.3 本章小結43-45
• 第五章 總結與展望45-46
• 參考文獻46-50
• 附錄2 攻讀碩士學位期間撰寫的論文50-51
• 致謝51

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