納米晶氧化物電極在染料敏化太陽能電池中的應(yīng)用研究

【摘要】：染料敏化太陽能電池（DSC電池）因?yàn)榫哂兄苽涔に嚭?jiǎn)單、性能穩(wěn)定，透光率和顏色可調(diào)，及可制作成柔性等優(yōu)點(diǎn)，在學(xué)術(shù)研究和工業(yè)領(lǐng)域都得到了廣泛的關(guān)注。本論文從如何提高DSC的穩(wěn)定性和效率兩方面進(jìn)行了相應(yīng)的研究。 用固態(tài)空穴傳輸物質(zhì)替代液態(tài)電解質(zhì)制備固態(tài)DSC電池可以解決采用液態(tài)電解質(zhì)帶來的封裝難題，提高電池的穩(wěn)定性。為了提高電荷在介孔薄膜材料中的傳輸和收集效率，本論文中我們?cè)诔练e有TiO2致密層的透明導(dǎo)電玻璃基底上采用水熱方法直接生長有序TiO2納米棒陣列。結(jié)合釕配合物染料和空穴傳輸材料spiro-MeOTAD制備的固態(tài)DSC電池在一個(gè)太陽光下的效率可達(dá)到2.9%。 p-n疊層DSC電池具有開路電壓優(yōu)勢(shì)，是p-DSC電池和傳統(tǒng)的n型電池的開路電壓之和，從而有可能進(jìn)一步提高DSC電池效率。p-n疊層DSC電池理論效率為43%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于單電極敏化電池效率（33%）。但是目前p-n疊層DSC電池的效率只有1.91%左右。制約疊層DSC電池性能的主要原因是p-DSCs電池的效率太低。為了提高空穴在p-DSCs中的傳輸和收集效率，本論文中我們采用水熱法制備了粒徑均勻的K摻雜p型半導(dǎo)體ZnO納米材料（30nm）。和常規(guī)p型NiO材料比較ZnO具有光透過率高、空穴擴(kuò)散系數(shù)高（10~(-6)cm~2/s）的優(yōu)點(diǎn)。結(jié)合C343染料制備的p-DSCs在一個(gè)太陽光下的效率為0.012%。這是ZnO首次在p-DSCs中的應(yīng)用研究報(bào)道。我們利用XRD、XRF、XPS、SEM和Uv-vis光譜測(cè)量手段對(duì)p型ZnO納米材料和膜進(jìn)行了表征，并通過開路光電壓衰減、暫態(tài)光電/電流壓衰減、電荷收集測(cè)試、電化學(xué)阻抗測(cè)試等試驗(yàn)對(duì)電池體系中的空穴擴(kuò)散和復(fù)合過程進(jìn)行了研究。 【關(guān)鍵詞】：新能源 染料敏化太陽能電池 二氧化鈦 p型氧化鋅 電荷傳輸
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(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4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-23
• 1.1 全球能源現(xiàn)狀8-9
• 1.2 太陽能電池的崛起9-10
• 1.3 染料敏化太陽能電池的發(fā)展歷史10-12
• 1.4 染料敏化太陽能電池的結(jié)構(gòu)及工作原理12-14
• 1.5 基本概念14-17
• 1.6 氧化物納米工作電極17-18
• 1.7 染料及其他的吸光材料18-19
• 1.8 電解質(zhì)和空穴導(dǎo)體19-20
• 1.9 對(duì)電極材料20-21
• 1.10 論文研究?jī)?nèi)容21-23
• 2 利用在導(dǎo)電玻璃上直接生長的有序的二氧化鈦納米棒陣列作為光陽極制備固態(tài)DSC電池23-41
• 2.1 引言23
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分23-29
• 2.3 結(jié)果及分析29-40
• 2.4 本章小結(jié)40-41
• 3 p型K摻雜ZnO納米顆粒的合成及其在p型DSC電池應(yīng)用41-63
• 3.1 引言41-42
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分42-47
• 3.3 結(jié)果及分析47-62
• 3.4 本章小結(jié)62-63
• 4 總結(jié)與展望63-65
• 4.1 工作總結(jié)63-64
• 4.2 展望64-65
• 致謝65-66
• 參考文獻(xiàn)66-72
• 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文目錄72-73
• 附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)期刊目錄73-74
• 附錄3 攻讀碩士學(xué)位期間申請(qǐng)專利目錄74-75
• 附錄4 C106和C343的分子式75-76
• 附錄5 C106的核磁圖76

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

基于PCBM/P3HT異質(zhì)結(jié)的柔性染料敏化太陽能電池    岳根田;吳季懷;肖堯明;葉海峰;謝桂香;蘭章;李清華;黃妙良;林建明;

中國能源現(xiàn)狀分析和可再生能源發(fā)展規(guī)劃    史立山

染料敏化太陽電池中非碘電解質(zhì)研究進(jìn)展    魯建峰;白杰;徐曉寶;李志鴻;曹昆;崔金;王鳴魁;

農(nóng)業(yè)資源現(xiàn)狀及農(nóng)村能源建設(shè)對(duì)策    王穎偉;

可持續(xù)發(fā)展下中國的能源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)    馮秀;丁勇;

木質(zhì)生物質(zhì)能源樹種生物量數(shù)量分析    徐劍琦;張彩虹;張大紅;

可再生能源在現(xiàn)代交通工具上的應(yīng)用    于亞麗;

生物質(zhì)再燃降低燃煤鍋爐NO_x排放研究綜述    林鵬云;羅永浩;胡元;

風(fēng)電機(jī)組自動(dòng)消防系統(tǒng)研究    張立志;胡星;

磁控濺射制備染料敏化太陽能電池氮摻雜碳膜對(duì)電極    劉姝泓;劉貴山;沈曉月;胡志強(qiáng);

制約我國風(fēng)力發(fā)電可持續(xù)發(fā)展的原因分析    馬慧敏;

寒地高效戶用沼氣罐發(fā)酵工藝的研究    裴占江;邊道林;王大蔚;劉杰;

生物質(zhì)與煤混燃燃燒特性研究進(jìn)展    張肖肖;楊冬;張林華;

新能源——未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動(dòng)力    鄭帥;曲孟申;

生態(tài)與循環(huán)型城鎮(zhèn)建設(shè)的理論與實(shí)踐研究    吳妤

光合產(chǎn)氫菌群的篩選及其利用豬糞污水產(chǎn)氫因素的研究    尤希鳳

太陽能光合生物制氫系統(tǒng)及其光譜耦合特性研究    張軍合

生物質(zhì)直接脫氧液化產(chǎn)物生物石油的分析與精制    李金花

畜禽糞便熱解機(jī)理和氣化研究    涂德浴

產(chǎn)氣腸桿菌熒光定量追蹤及其NADH產(chǎn)氫途徑機(jī)理研究    張翀

果殼類生物質(zhì)直接脫氧液化研究    郭仕鵬

太陽能熱泵潛熱蓄熱供暖系統(tǒng)性能研究    韓宗偉

煤熱解制氫負(fù)載型催化劑的制備及其表征    張蕾

基于動(dòng)態(tài)過程模型的土壤源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化控制研究    施志鋼

義馬煤氣化反應(yīng)性研究    谷小虎

平板太陽能集熱器抗凍方法研究    李芷昕

污水源熱泵的設(shè)計(jì)及應(yīng)用    于蕾

區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的可再生能源利用研究    熊璐

1.5MW水平軸風(fēng)力機(jī)葉片結(jié)構(gòu)性能分析    張慧珍

二氧化鈦/染料/聚苯胺結(jié)構(gòu)太陽能電池的制備與研究    容齊坤

鋼鐵企業(yè)煤氣系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度方法及應(yīng)用研究    張超

考慮地下水滲流影響的豎直地埋管地源熱泵系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真    賀繼超

城市生活污水冷熱資源利用集成系統(tǒng)研究    徐峰

堿金屬對(duì)生物質(zhì)與煤混燒PM_（10）排放特性的影響    李方勇

溫度對(duì)不同電解質(zhì)的大面積DSCs電池性能的影響    戴松元,陳雙宏,肖尚鋒,史成武,黃陽,孔凡太,胡林華,潘旭,翁堅(jiān),郭力,王孔嘉

納米晶體太陽能電池及染料敏化劑    孫世國,徐勇前,時(shí)磊,彭孝軍,孫立成

柔性染料敏化太陽能電池光陽極的制備及其應(yīng)用    肖堯明;吳季懷;李清華;謝桂香;岳根田;葉海峰;蘭章;黃妙良;林建明;

基于PCBM/P3HT異質(zhì)結(jié)的柔性染料敏化太陽能電池    岳根田;吳季懷;肖堯明;葉海峰;謝桂香;蘭章;李清華;黃妙良;林建明;

上轉(zhuǎn)換發(fā)光在染料敏化太陽能電池中的應(yīng)用    謝桂香;林建明;吳季懷;蘭章;李清華;肖堯明;岳根田;葉海峰;黃妙良;

柔性染料敏化太陽能電池多孔納米TiO_2薄膜的制備    王岳;吳季懷;蘭章;肖堯明;李慶北;彭福國;林建明;黃妙良;

散熱風(fēng)扇在大容量密封蓄電池組中的應(yīng)用    宋清山

電源與調(diào)節(jié)器件    

汽車用蓄電池額定值標(biāo)準(zhǔn)的建議    

索尼NP—1電池的維修    楊綿樂

小型電池挑戰(zhàn)普通電池    王鐵安;

經(jīng)驗(yàn)交流    

混合電動(dòng)汽車用鋰離子電池的研究    楊娟玉;盧世剛;劉莎;龐靜;

空間用氫鎳電池技術(shù)的最新發(fā)展概況(Ⅳ)    魯文東;張海昌;李金章;

電視播控中心UPS應(yīng)用12要素    雍泉;

專家談電動(dòng)客車主流鋰電池技術(shù)——訪丁立學(xué)、王子冬    王曉勇;

網(wǎng)絡(luò)化HVDC電池組監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    吳訊馳;阮蔚桐;

電池儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)應(yīng)用和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析    陸志剛;劉怡;雷金勇;陳滿;陳磊;李達(dá);

淺析閥控密封式鉛酸蓄電池的檢測(cè)、使用和維護(hù)    侯福平;姬春華;鄧志國;

多吡啶釕染料的優(yōu)化設(shè)計(jì)及其在染料敏化太陽電池中的應(yīng)用    孔凡太;戴松元;王孔嘉;

近紅外吸收卟啉染料的合成及其在染料敏化太陽電池中的應(yīng)用    魯建峰;崔金;曹昆;徐曉寶;白杰;李志鴻;王鳴魁;

新型咔唑基染料敏化太陽電池性能研究    彭錦安;方曉明;曹德榕;

通信電源電池智能管理系統(tǒng)    王澤;李德峰;胡洪;龐大偉;

仿真分析技術(shù)在鎳氫電池組結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用    趙川林;

混合動(dòng)力轎車用144V電池組的研制    周時(shí)國;閻永恒;林則青;婁豫皖;夏保佳;

可并網(wǎng)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)管理軟件的設(shè)計(jì)方案初探    陳汗青;王國剛;馮漢春;

戴爾“電池事件”余震：“肇事者”索尼腹背受敵    本報(bào)記者　 鄭迪

索尼全球更換筆記本電腦電池組    本報(bào)記者　 郎朗

電動(dòng)汽車：605公里不充電    本報(bào)駐德國記者 李山

為電池做換“芯”手術(shù)    FreeMan

讓DV連續(xù)拍攝兩個(gè)小時(shí)    唐春雷

技術(shù)之殤：拿什么賭明天？    

國內(nèi)最大的多晶硅太陽能電池生產(chǎn)線投產(chǎn)    記者 王巍

索尼電池召回風(fēng)浪波及東芝    李薇

國家體育館使用太陽能照明    劉揚(yáng)通訊員 劉時(shí)新 李之政

無空耗可編程智能控制器    貴州 劉法友

動(dòng)力電池組SOC估算及均衡控制方法研究    張金龍

染料敏化太陽電池的電子傳輸—復(fù)合模型與等效電路解析及其性能優(yōu)化    王磊

二噻吩并吡咯類新型染料的合成及其在染料敏化太陽能電池中的應(yīng)用研究    張海

噻吩類全有機(jī)染料的合成及其在染料敏化太陽電池中的應(yīng)用    劉婧媛

基于吡咯并吡咯二酮共軛橋鏈的敏化染料及其性能    瞿三寅

染料敏化太陽能電池電解質(zhì)的研究    史繼富

八羧基酞菁染料用于染料敏化太陽能電池的研究    金玲

鋰硫電池硫正極材料的設(shè)計(jì)、制備及性能研究    孫福根

單室薄膜固體氧化物燃料電池微堆性能影響因素研究    劉明良

單室薄膜固體氧化物燃料電池微堆性能影響因素研究    劉明良

混合動(dòng)力車用電池均衡方案研究    牛萌

納米晶氧化物電極在染料敏化太陽能電池中的應(yīng)用研究    白杰

小型全被動(dòng)式直接甲醇燃料電池性能實(shí)驗(yàn)研究    裴媛

磷酸鐵鋰動(dòng)力電池組性能測(cè)試與分析    魏五星

基于最大功率跟蹤技術(shù)的WSN智能供電系統(tǒng)研究    啜保昌

混合動(dòng)力車用鎳氫電池組散熱性能CFD仿真與試驗(yàn)研究    梁昌杰

高精度電池組檢測(cè)系統(tǒng)的研究與開發(fā)    田治禮

V2G建模及接入系統(tǒng)分析研究    曹琦琦

電池組故障診斷專家系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)    劉文杰

ISG型混合動(dòng)力電動(dòng)車控制策略開發(fā)技術(shù)    馬云輝