基于導(dǎo)電聚合物對(duì)電極的雙面染料敏化太陽能電池研究

【摘要】：能源問題是本世紀(jì)亟待解決的問題之一。隨著煤、石油和天然氣的日益消耗，新能源如太陽能、風(fēng)能、核能、氫能、潮汐能、生物能等得到了人類的廣泛關(guān)注。太陽能因其具有清潔、可循環(huán)利用、取之不盡用之不竭的特點(diǎn)備受關(guān)注，因此開發(fā)和利用太陽能是解決全球能源危機(jī)的重要途徑。鑒于硅太陽能電池的高制備成本阻礙了商業(yè)發(fā)展，染料敏化太陽能電池(Dye-sensitized solar cell，DSSC)其因清潔、低成本、高光電轉(zhuǎn)換效率、簡(jiǎn)單的制造工藝、高穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)廣泛吸引了全球科學(xué)家的研究興趣。然而提高DSSC的光電轉(zhuǎn)換效率一直存在瓶頸，由透明對(duì)電極組成的雙面輻照染料敏化太陽能電池(Bifacial dye-sensitizedsolar cell，BDSSC)能很好的解決這一難題。太陽光可以同時(shí)從BDSSC的陽極和對(duì)電極入射，更多的染料分子被激發(fā)，更多的光致電子載體產(chǎn)生，BDSSC的光電轉(zhuǎn)換效率進(jìn)一步提高。BDSSC的雙面同時(shí)輻照理念為提高DSSC的光伏性能提供了一種新的方法，同時(shí)也適用于其他透明電極組成的光伏系統(tǒng)。本文闡述了以下三個(gè)方面的研究工作，第三章電化學(xué)沉積法制備PANI對(duì)電極及其在BDSSC中的應(yīng)用，第四章化學(xué)沉積法制備PANI對(duì)電極及其在BDSSC中的應(yīng)用，第五章附著性能優(yōu)異且透明的PANI對(duì)電極的制備及其在BDSSC中的應(yīng)用。 本文的研究工作具體如下： 1)通過電化學(xué)沉積法，直接在導(dǎo)電玻璃FTO基體上制備聚苯胺膜（PANI(ECD)）。通過UV-vis透射光譜分析，分析得PANI(ECD)對(duì)電極的透光率只有3%，同時(shí)輻照基于PANI(ECD)對(duì)電極的BDSSC的光電轉(zhuǎn)換效率(5.78%)和單獨(dú)正面輻照BDSSC的光電轉(zhuǎn)換效率(5.51%)差不多，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明非透明對(duì)電極不適用于BDSSC。 2)為提高對(duì)電極的透光率，采用制備方法簡(jiǎn)單的化學(xué)沉積法制備透明PANI(CD)對(duì)電極。該方法制備的PANI(CD)對(duì)電極在350-800nm的透光率較PANI(ECD)對(duì)電極有很大提高，在510nm處，其最高透光率達(dá)56.05%?；赑ANI(CD)對(duì)電極的BDSSC，背面輻照時(shí)的光電效率較PANI(ECD)對(duì)電極提高了713.5%。同時(shí)此方法制備的PANI(CD)對(duì)電極與基體結(jié)合性有所改善。 3)為進(jìn)一步降低聚苯胺對(duì)電極的阻抗、加速PANI膜與基體FTO間的電荷傳輸，采用自組裝多層膜技術(shù)先對(duì)導(dǎo)電玻璃FTO基體進(jìn)行預(yù)處理，并采用化學(xué)沉積法制備聚苯胺對(duì)電極（4-ATP/PANI(CD)）。此方法制備的4-ATP/PANI(CD)對(duì)電極的歐姆串聯(lián)阻抗、電荷轉(zhuǎn)移阻抗和透光率均得到進(jìn)一步改善，基于4-ATP/PANI(CD)對(duì)電極的BDSSC雙面同時(shí)輻照的光電轉(zhuǎn)換效率(7.78%)較Pt對(duì)電極提高了5.0%，較PANI(CD)對(duì)電極提高了10.7%。 【關(guān)鍵詞】：染料敏化太陽能電池 雙面輻照 透明對(duì)電極 導(dǎo)電聚合物 聚苯胺
【學(xué)位授予單位】：華僑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-22
• 1.1 引言10-11
• 1.2 BDSSC 的結(jié)構(gòu)及工作原理11-12
• 1.2.1 BDSSC 的結(jié)構(gòu)11
• 1.2.2 BDSSC 的工作原理11-12
• 1.3 BDSSC 的研究進(jìn)展12-18
• 1.3.1 BDSSC 光陽極的研究進(jìn)展12-13
• 1.3.2 BDSSC 染料的研究進(jìn)展13-14
• 1.3.3 BDSSC 電解質(zhì)的研究進(jìn)展14-15
• 1.3.4 BDSSC 對(duì)電極的研究進(jìn)展15-18
• 1.4 BDSSC 的優(yōu)勢(shì)及所面臨的問題和挑戰(zhàn)18-19
• 1.5 本課題內(nèi)容及創(chuàng)新19-22
• 1.5.1 研究?jī)?nèi)容19-20
• 1.5.2 創(chuàng)新性20-22
• 第2章 BDSSC 的制備及性能表征22-26
• 2.1 BDSSC 的制備22-24
• 2.1.1 陽極膜的制備22-23
• 2.1.2 染料的配置及陽極膜的敏化23
• 2.1.3 液態(tài)電解質(zhì)的配置23
• 2.1.4 傳統(tǒng) Pt 電極的制備23-24
• 2.2 BDSSC 的組裝和測(cè)試24-25
• 2.2.1 BDSSC 的組裝24
• 2.2.2 BDSSC 光電轉(zhuǎn)換性能測(cè)試24
• 2.2.3 電極電化學(xué)性能測(cè)試24-25
• 2.3 材料的測(cè)試和表征方法25-26
• 2.3.1 掃描電鏡 (SEM)25
• 2.3.2 原子力顯微鏡(AFM) 測(cè)試25
• 2.3.3 UV-vis 光譜分析25-26
• 第3章 電化學(xué)沉積法制備 PANI 對(duì)電極及在 BDSSC 中的應(yīng)用26-34
• 3.1 引言26
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分26-28
• 3.2.1 藥品部分26-27
• 3.2.2 PANI 對(duì)電極的電化學(xué)沉積法制備27
• 3.2.3 BDSSC 的組裝及測(cè)試表征27-28
• 3.3 結(jié)果與討論28-32
• 3.3.1 SEM 的表面形貌表征28
• 3.3.2 UV-vis 透射光譜分析28-29
• 3.3.3 電化學(xué)活性表征29-30
• 3.3.4 I-V 測(cè)試30-32
• 3.4 結(jié)論32-34
• 第4章 化學(xué)沉積法制備 PANI 對(duì)電極及在 BDSSC 中的應(yīng)用34-42
• 4.1 引言34-35
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分35-36
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品35
• 4.2.2 PANI 對(duì)電極的化學(xué)沉積法制備35
• 4.2.3 BDSSC 的組裝及測(cè)試表征35-36
• 4.3 結(jié)果與討論36-41
• 4.3.1 SEM 的表面形貌表征36-37
• 4.3.2 UV-vis 光譜分析37
• 4.3.3 電化學(xué)活性表征37-38
• 4.3.4 I-V 測(cè)試38-41
• 4.4 結(jié)論41-42
• 第5章 4-ATP/PANI 對(duì)電極的制備及在 BDSSC 中的應(yīng)用42-54
• 5.1 引言42-43
• 5.2 實(shí)驗(yàn)部分43-44
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品43
• 5.2.2 PANI 對(duì)電極的制備43-44
• 5.2.3 BDSSC 的組裝及測(cè)試表征44
• 5.3 結(jié)果與討論44-51
• 5.3.1 SEM 的表面形貌表征44-45
• 5.3.2 AFM 的表面形貌表征45-46
• 5.3.3 光學(xué)性能分析46-47
• 5.3.4 電化學(xué)活性表征47-49
• 5.3.5 I-V 測(cè)試49-51
• 5.5 結(jié)論51-54
• 參考文獻(xiàn)54-68
• 致謝68-70
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果70-71

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來了解更多相關(guān)內(nèi)容

二氧化鈦納米片的合成及光催化性能    劉文軍;田媛;李關(guān)云;崔暉;劉鵬;楊偉超;杜驍勇;蘇敏;

Li的量對(duì)磷酸為磷酸根制備LiFePO_4的影響    鄭春寶;曹艷麗;劉麗坤;劉璐;王意冉;王建新;周忠杰;張玉峰;王夢(mèng)陽;張彥杰;丁克強(qiáng);

二氧化鈦陣列-二氧化鈦/石墨烯顆粒復(fù)合結(jié)構(gòu)光陽極對(duì)染料敏化太陽能電池的改善    王蓉;張海燕;王文廣;劉慧;

石墨烯納米片對(duì)電極染料敏化太陽電池    徐順建;羅玉峰;鐘煒;肖宗湖;羅永平;

CoCr_2O_4/TiO_2復(fù)合薄膜光陽極的制備及其在DSSC中的應(yīng)用    秦穎;胡志強(qiáng);楊冬雪;

TiO_2納米孔到納米管結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的因素及其機(jī)理研究    李朋;趙昆渝;郭軍;張曉娟;戴丹;黃峰;

量子點(diǎn)敏化太陽能電池研究進(jìn)展    劉曉光;呂麗麗;田建軍;

Photoelectrochemical properties of MWCNT-TiO_2 hybrid materials as a counter electrode for dye-sensitized solar cells    Yu-Qiao Wang;Xue-Ling Gao;Bo Song;Yun-Liang Gu;Yue-Ming Sun;

N-雜環(huán)卡賓-吡啶基釕光敏染料的電子結(jié)構(gòu)和光譜性質(zhì)的理論研究    夏喜泉;張輝;張桂玲;

基于石墨烯/PEDOT∶PSS疊層薄膜的柔性O(shè)LED器件    吳曉曉;李福山;吳薇;郭太良;

Facet-Dependent Catalytic Activity of Platinum Nanocrystals for Triiodide Reduction in Dye-Sensitized Solar Cells    Dong Wang;Bo Zhang;Hai Feng Wang;Hua Gui Yang;P.Hu;

基于D-A-π-A型純有機(jī)太陽能電池敏化染料設(shè)計(jì)、合成及光伏性能研究    吳永真

以氧化鋅為基礎(chǔ)的納米結(jié)構(gòu)的膜以及其在染料敏化太陽能電池中的應(yīng)用    FODJOUONG GHISLAIN JOEL

雙向/三向共軛延長(zhǎng)鏈吩噻嗪染料的合成及其光伏性能研究    Zafar Iqbal（成遠(yuǎn)高）

染料敏化太陽能電池光電轉(zhuǎn)換材料研究    萬中全

改性TiO_2納米管陣列的制備及光電性能研究    劉蕊

電子型導(dǎo)電高分子生化傳感器的構(gòu)建及其農(nóng)業(yè)應(yīng)用基礎(chǔ)研究    文陽平

以羥基為吸附基團(tuán)的光敏劑及芳胺類空穴傳輸材料應(yīng)用于染料敏化太陽能電池的研究    李士鋒

改性二氧化鈦納米管在環(huán)境污染物檢測(cè)和處理方面的應(yīng)用    Tran Thi Thanh Thuy（陳氏青翠）

一維納米材料的制備及在新能源中的利用    胡小艷

化學(xué)還原石墨烯的制備、組裝及電化學(xué)性能研究    常云珍

新型全固態(tài)聚合物電解質(zhì)及其對(duì)染料敏化太陽能電池電子復(fù)合的調(diào)控機(jī)制    謝煥煥

Cu_2ZnSnS_4及其氧化物復(fù)合納米材料的制備與光電性能研究    林曉靜

基于功能化石墨烯構(gòu)建電化學(xué)傳感器及免疫傳感器    崔飛

咔唑類染料敏化劑的合成及在太陽能電池中的應(yīng)用研究    杜娟

基于芘的有機(jī)染料的設(shè)計(jì)合成及其敏化太陽能電池的性能研究    于純純

乳液法制備聚苯胺/活性炭復(fù)合電極材料的研究    李晨

基于鈷基電解質(zhì)的三聚茚基光敏染料的研究    宗雪平

染料敏化太陽能電池鈦基光陽極及新型對(duì)電極的研究    張衡

吲哚類光敏染料的合成及其光伏性能研究    李果

ZnO和ZnO：Al納米陣列的制備及其在染料敏化太陽能電池中的應(yīng)用    陳小焱

基于不同濃度鉑對(duì)電極的染料敏化太陽能電池的性能研究    黃光勝;阮曉莉;竹懷君;

染料敏化納米晶體TiO_2太陽能電池的對(duì)電極結(jié)構(gòu)    姜春華;胡宇寧;萬發(fā)榮;龍毅;

模具電火花成形加工的電極制造技術(shù)    高上品;

染料敏化太陽能電池對(duì)電極的研究進(jìn)展    李國(guó);胡志強(qiáng);高巖;劉敬肖;劉貴山;

碳材料在太陽能電池對(duì)電極中的研究進(jìn)展    張娓娓;劉貴山;胡志強(qiáng);鄭傳柯;顏世博;

染料敏化太陽電池新型介孔碳對(duì)電極的制備及性能研究    王桂強(qiáng);禚淑萍;

染料敏化納晶薄膜太陽電池對(duì)電極的研究進(jìn)展    王桂強(qiáng);

聚吡咯/石墨復(fù)合對(duì)電極在染料敏化太陽能電池中的應(yīng)用研究    馮小明;黃先威;譚卓;趙斌;譚松庭;

染料敏化太陽電池多級(jí)孔炭對(duì)電極的制備及性能研究    王桂強(qiáng);黃叢叢;邢偉;禚淑萍;

點(diǎn)焊機(jī)電極頭的改進(jìn)    溫澤民;

高性能柔性載鉑對(duì)電極的制備及其在染料敏化太陽能電池中的應(yīng)用    傅年慶;林原;

新型固態(tài)染料敏化太陽能電池對(duì)電極設(shè)計(jì)及聚吡咯對(duì)電極研究    夏江濱;陳玲;

電積沉方法制備染料敏化太陽能電池的對(duì)電極(英文)    Jeng-Yu Lin;Jen-Hung Liao;

MWCNT/TiO_2復(fù)合對(duì)電極的制備及其光電化學(xué)性能研究    顧云良;王育喬;孫岳明;

恒電位聚合法制備染料敏化太陽能電池中的PEDOT/MWCNT納米復(fù)合對(duì)電極    祁昊楠;王育喬;孫岳明;

FTO基底上原位合成Cu_2ZnSnS_4納晶薄膜及其在DSC對(duì)電極中的應(yīng)用    周正基;袁勝杰;武四新;

金屬硫化物對(duì)電極在敏化太陽能電池中的應(yīng)用    孫惠成;羅艷紅;李冬梅;孟慶波;

新型、高效染料敏化太陽能電池碳對(duì)電極    羅艷紅;劉喜哲;黃振;孟慶波;

低溫制備染料敏化太陽能電池碳對(duì)電極    李可心;李冬梅;羅艷紅;孟慶波;

柔性基底上PEDOT:PSS-C復(fù)合薄膜對(duì)電極的制備    許芳怡;胡志強(qiáng);王仁博;高麗;

測(cè)定電極消耗 改善電極使用性能    楊雄飛

染料敏化太陽能電池專利申請(qǐng)分析    素白

未來主導(dǎo)：染料敏化太陽能電池    本報(bào)記者 滕繼濮

幾種常用傳感器的工作原理    河南 董美紅

發(fā)達(dá)國(guó)家電弧爐高效節(jié)能技術(shù)簡(jiǎn)介④    郭廷杰

太陽能電池：讓“陽光”主宰未來生活    本報(bào)記者　張顯峰

“雙極膜電滲析法生產(chǎn)葡萄糖酸研究”成果通過鑒定    科宣

車用動(dòng)力鎳氫電池通過驗(yàn)收    記者　 李玉成

“雙管齊下”水更清    本報(bào)記者 馮衛(wèi)東

染料敏化太陽能電池將用于無人機(jī)    王小龍

染料敏化太陽能電池新型對(duì)電極材料研究    姜奇?zhèn)?/span>

碳材料對(duì)電極在染料敏化太陽能電池中的應(yīng)用    胡浩

染料敏化太陽能電池用聚苯胺電解質(zhì)及對(duì)電極的制備與性能研究    秦琦

染料敏化太陽能電池準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)及碳基對(duì)電極研究    張丁文

基于異質(zhì)結(jié)和導(dǎo)電聚合物對(duì)電極的染料敏化太陽能電池研究    岳根田

介觀太陽能電池碳對(duì)電極研究    劉廣輝

染料敏化太陽能電池中電極材料和寄生電阻的研究    周聰華

納米碳材料的制備及在染料敏化太陽能電池對(duì)電極中的應(yīng)用研究    曾瑋

高效率染料敏化太陽能電池的電荷傳輸與復(fù)合機(jī)理研究    郝鋒

DMFC和DSSC的化學(xué)增強(qiáng)與光輔助增強(qiáng)催化    王耀瓊

基于導(dǎo)電聚合物對(duì)電極的雙面染料敏化太陽能電池研究    李艷

染料敏化太陽能電池中低成本對(duì)電極的研究    王宇迪

染料敏化太陽能電池碳對(duì)電極的研究    衛(wèi)艷雙

染料敏化太陽能電池柔性對(duì)電極的制備及性能研究    竹懷君

染料敏化太陽能電池微鉑對(duì)電極的制備與性能    馬換梅

染料敏化太陽能電池高性能對(duì)電極和凝膠電解質(zhì)研究    唐子穎

染料敏化太陽能電池炭對(duì)電極的研究    王德龍

基于電聚合聚苯胺對(duì)電極的離子液體型染料敏化太陽能電池    葉報(bào)喜

碳材料對(duì)電極在染料敏化太陽能電池中應(yīng)用    劉繼國(guó)

聚合物光伏器件和染料敏化太陽能電池柔性對(duì)電極的制備與研究    黃輝