染料敏化太陽能電池納米TiO_2薄膜電極制備及其性能

【摘要】：染料敏化太陽能電池(Dye-Sensitized Solar Cells, DSSC)以其制作成本低廉,環(huán)境污染小,潛在的較高的光電轉(zhuǎn)換效率的特點,一直受到國內(nèi)外的廣泛關注。如果可以將染料敏化太陽能電池產(chǎn)業(yè)化,將創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。本文對染料敏化太陽能電池各組成部分的研究進展進行系統(tǒng)的綜述,并從光陽極-Ti02薄膜電極的制備入手,對其進行表征與測試。以二氧化鈦薄膜電極作為光陽極,鍍鉑對電極,N719為染料,surlyn1702為密封膜組裝染料敏化太陽能電池,并對電池的性能進行測試與分析。 以鈦酸正丁酯為前驅(qū)體,不同溫度下水熱合成方法制備二氧化鈦薄膜電極、摻雜鋅離子二氧化鈦薄膜電極,利用XRD對其進行表征,顯示該Ti02薄膜電極為銳鈦礦型納米二氧化鈦；通過SEM可以看出,樣品具有豐富的孔結(jié)構(gòu),且粒徑較小,說明二氧化鈦薄膜電極具有較大的比表面積。將二氧化鈦薄膜電極組成染料敏化太陽能電池,通過電化學工作站對其進行光電性能測試與電池的電化學阻抗分析。 P25在強堿性條件下,不同溫度水熱合成Ti02納米管。以二氧化鈦薄膜作為基底層,將二氧化鈦納米管制備的漿料刮涂于基底層制備成Ti02雙層膜電極,對其進行XRD、SEM表征,顯示其為銳鈦礦型管狀納米二氧化鈦,并將二氧化鈦雙層膜電極組成DSSC電池測試其光電性能和電化學阻抗譜分析。 【關鍵詞】：TiO_2薄膜電極 DSSC 水熱合成
【學位授予單位】：東北林業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：O614.411;TM911.4
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 緒論7-15
• 1.0 引言7
• 1.1 染料敏化太陽能電池組成及研究進展7-13
• 1.1.1 組成部分與工作原理7-8
• 1.1.2 半導體薄膜電極8-10
• 1.1.3 染料敏化劑10-11
• 1.1.4 對電極材料11-12
• 1.1.5 電解質(zhì)12-13
• 1.1.6 封裝方式13
• 1.2 課題研究意義及主要內(nèi)容13-15
• 2 實驗材料與方法15-22
• 2.1 實驗試劑與儀器15
• 2.1.1 實驗主要試劑15
• 2.1.2 實驗主要儀器設備15
• 2.2 染料敏化太陽能電池的制作與組裝15-18
• 2.2.1 光陽極的制備16-17
• 2.2.2 電解液的組成17
• 2.2.3 對電極的制備17
• 2.2.4 電池的封裝與測試17-18
• 2.3 表征與測試方法18-22
• 2.3.1 掃描電鏡SEM18
• 2.3.2 X-射線衍射XRD18-19
• 2.3.3 光電性能的分析19-21
• 2.3.4 電化學阻抗譜(EIS)分析21-22
• 3 二氧化鈦薄膜電極制備及其DSSC測試22-33
• 3.1 引言22
• 3.2 實驗部分22-24
• 3.2.1 水熱制備二氧化鈦薄膜電極22-23
• 3.2.2 摻Zn~(2+)二氧化鈦薄膜電極的制備23
• 3.2.3 染料敏化太陽能電池組裝及測試23-24
• 3.3 結(jié)果與討論24-32
• 3.3.1 掃描電子顯微鏡表征分析24-25
• 3.3.2 X射線衍射表征分析25-26
• 3.3.3 染料吸附量測定26-27
• 3.3.4 伏安特性曲線分析27-29
• 3.3.5 電化學阻抗譜(EIS)分析29-32
• 3.4 本章小結(jié)32-33
• 4 二氧化鈦雙層膜電極制備及其DSSC測試33-41
• 4.1 引言33
• 4.2 實驗部分33-34
• 4.2.1 二氧化鈦納米管制備33
• 4.2.2 二氧化鈦納米管漿料的制備33
• 4.2.3 二氧化鈦納米雙層膜電極的制備33-34
• 4.2.4 染料敏化太陽能電池組裝及測試34
• 4.3 結(jié)果與討論34-40
• 4.3.1 掃描電子顯微鏡表征分析34-35
• 4.3.2 X射線衍射表征分析35-36
• 4.3.3 染料吸附量測定36
• 4.3.4 伏安特性曲線分析36-38
• 4.3.5 電化學阻抗譜(EIS)分析38-40
• 4.4 本章小結(jié)40-41
• 結(jié)論41-42
• 參考文獻42-47
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文47-48
• 致謝48-49

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