氧化鈦修飾層的制備及其對(duì)聚合物太陽(yáng)能電池性能的影響

【摘要】：能源和污染問(wèn)題伴隨人類的腳步進(jìn)入21世紀(jì)。太陽(yáng)能作為清潔能源,是解決人類能源困境的最佳選擇。在太陽(yáng)能的各種有效利用方式中,太陽(yáng)能電池由于其可以直接將光能轉(zhuǎn)換成電能的優(yōu)點(diǎn),成為最簡(jiǎn)潔光電轉(zhuǎn)換方式。在太陽(yáng)能電池研究領(lǐng)域,納米結(jié)構(gòu)TiOx具有重要作用。納米結(jié)構(gòu)TiOx薄膜制作成本較低,制備工藝簡(jiǎn)單,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,是提高現(xiàn)有有機(jī)薄膜太陽(yáng)能電池體系的優(yōu)良材料,具有良好的發(fā)展前景。本研究采用膏體涂覆法、陽(yáng)極蝕刻法、溶膠凝膠法等三種氧化鈦薄膜的制備過(guò)程制備不同納米結(jié)構(gòu)的氧化鈦薄膜,并將三種氧化鈦薄膜應(yīng)用于以P3HT:PCBM為核心的聚合物有機(jī)薄膜太陽(yáng)能電池器件中,探索不同結(jié)構(gòu)氧化鈦薄膜對(duì)其影響,研究使用氧化鈦薄膜作為修飾層改進(jìn)薄膜電池性能的方法。 全文包括四部分。第一部分是研究背景及意義。對(duì)太陽(yáng)能電池進(jìn)行了介紹,重點(diǎn)論述了聚合物太陽(yáng)能電池的發(fā)展,分析了TiOx薄膜的制作方法,指出作為太陽(yáng)能電池的重要材料的納米結(jié)構(gòu)TiOx的性能和優(yōu)勢(shì)。介紹了國(guó)內(nèi)外關(guān)于納米結(jié)構(gòu)TiOx的研究及在有機(jī)太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用進(jìn)展,提出不足和本研究的意義,并概括了本研究的主要內(nèi)容。 第二部分重點(diǎn)研究了制作納米結(jié)構(gòu)TiOx材料的方法及性能。對(duì)不同納米結(jié)構(gòu)TiOx薄膜的制作方法進(jìn)行了研究。對(duì)不同結(jié)構(gòu)薄膜表面進(jìn)行了SEM表征,對(duì)膜厚控制的方法進(jìn)行了探索。 第三部分研究了不同方法制備的氧化鈦?zhàn)鳛殡姌O修飾層對(duì)聚合物有機(jī)薄膜太陽(yáng)能電池的影響。通過(guò)在傳統(tǒng)聚合物有機(jī)薄膜太陽(yáng)能電池器件中加入不同結(jié)構(gòu)的氧化鈦薄膜,觀察其對(duì)器件性能的影響并分析原因,對(duì)氧化鈦薄膜進(jìn)行了表征,并針對(duì)溶膠凝膠法制備的氧化鈦薄膜膜厚和器件效率的關(guān)系進(jìn)行了進(jìn)一步的研究,發(fā)現(xiàn)膜厚在19nm時(shí)效率最大。 第四部分對(duì)全文進(jìn)行了總結(jié),并對(duì)本研究方向的發(fā)展前景進(jìn)行了展望。 本研究的創(chuàng)新點(diǎn)：一是探索了不同納米結(jié)構(gòu)氧化鈦薄膜的制備和成膜方法及其性質(zhì),對(duì)溶膠凝膠法制膜過(guò)程中出現(xiàn)的龜裂現(xiàn)象進(jìn)行了分析,并找到了合適的稀釋濃度,解決了龜裂的問(wèn)題。二是通過(guò)調(diào)節(jié)陽(yáng)極蝕刻法中的反應(yīng)溫度,控制了氧化鈦納米管膜層的厚度；通過(guò)改變旋涂速度,獲得了不同厚度的TiOx凝膠薄膜,找出了轉(zhuǎn)速和膜厚的關(guān)系。三是發(fā)現(xiàn)了不同修飾層厚度與器件光電流和效率的關(guān)系,找到了19nm的最佳薄膜厚度,成功的將器件的效率從3.01%提升到了3.37%。 【關(guān)鍵詞】：氧化鈦 納米 薄膜 聚合物 太陽(yáng)能電池
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TM914.4
【目錄】：

• 致謝5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 1 研究背景及意義10-19
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 研究意義11
• 1.3 文獻(xiàn)綜述11-18
• 1.3.1 太陽(yáng)能電池11-13
• 1.3.2 納米結(jié)構(gòu)氧化鈦13-14
• 1.3.3 納米結(jié)構(gòu)氧化鈦薄膜制作方法簡(jiǎn)介14-18
• 1.4 本研究的主要工作18-19
• 2 TiO_x薄膜的制備、表征及膜厚控制研究19-29
• 2.1 引言19
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分19-28
• 2.2.1 TiO_x膏體的制備和成膜19-21
• 2.2.2 TiO_x納米管的制備和成膜21-24
• 2.2.3 TiO_x溶膠的制備和成膜24-28
• 2.3 小結(jié)28-29
• 3 TiO_x薄膜在聚合物太陽(yáng)能電池的應(yīng)用29-40
• 3.1 引言29
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分29-31
• 3.2.1 材料和儀器29
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程29-31
• 3.3 結(jié)果比較和討論31-38
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果31-33
• 3.3.2 結(jié)果討論33-38
• 3.4 小結(jié)38-40
• 4 總結(jié)與展望40-43
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集43-44
• 參考文獻(xiàn)44-46

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

太陽(yáng)能光伏電池綜述    成志秀;王曉麗;

二氧化鈦納米管復(fù)合薄膜電極制備及其在染料敏化太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用    王育喬;孫岳明;代云茜;宋鉑;

二氧化鈦納米粒子和納米管的合成、表征及對(duì)硝基苯的光催化性能研究    石金娥;閆吉昌;尚淑霞;陳大偉;王悅宏;閆福成;薛靜;初麗偉;蘇麗敏;

納米二氧化鈦的水熱法制備及在染料敏化太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用    王東波;吳季懷;郝三存;蘭章;楊宏訓(xùn);

基于溶膠凝膠法的TiO_2溶膠的制備    段濟(jì)遠(yuǎn);李福勤;王軍;

納米二氧化鈦的制備及應(yīng)用研究    鄧建國(guó),陳建,劉東亮

TiO_2納米管的制備方法    孔德國(guó);張紅美;

溶膠凝膠法制備氮摻雜二氧化鈦及其可見(jiàn)光活性的研究    秦好麗;古國(guó)榜;柳松;吳松平;

氧化鈦納米管陣列制備及形成機(jī)理    賴躍坤,孫嵐,左娟,林昌健

二氧化鈦納米管制備方法及其應(yīng)用研究進(jìn)展    張文彬;何明興;李新軍;

有機(jī)染料敏化TiO_2納米薄膜太陽(yáng)能電池研究進(jìn)展    鄭敏;陳一勝;

TiO_2納米管的制備及其光催化降解甲基橙的研究    李廷龍;張?jiān)?陶偉;

TiO_2納米管薄膜的制備及其光電性能研究    王立新;鄭言貞;陶霞;陳建峰;

陽(yáng)極氧化法制備TiO_2納米管陣列及其表征    廖斌;覃禮釗;吳曉玲;張旭;劉安東;

太陽(yáng)能電池技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展    趙書(shū)利;葉烽;朱剛;

TiO_2納米管的研究進(jìn)展    郭孟獅;楊靖華;周心艷;

TiO_2納米管合成、改性及其光電催化性能的研究進(jìn)展    肖明威;王立世;吳艷丹;黨志;

TiO_2納米管陣列的制備及復(fù)阻抗分析    王紅;傅剛;陳環(huán);劉志宇;

氧化鈦納米管陣列陽(yáng)極氧化法的制備及形成機(jī)理研究    郭智博;尹荔松;龔青;陽(yáng)素玉;安科云;

染料敏化太陽(yáng)能電池光陽(yáng)極TiO_2薄膜的研究進(jìn)展    黃娟茹;譚欣;于濤;趙林;吳天彧;

浸漬法在玻璃單層上選擇沉積TiO_2薄膜    胡耀波;張維;王敬豐;潘復(fù)生;張丁非;劉天模;

自組裝單層上選擇沉積TiO_2薄膜的表征    胡耀波;張維;王敬豐;潘復(fù)生;張丁非;彭建;

TiO_2納米管負(fù)載鉑催化劑催化完全氧化甲醛    何運(yùn)兵;紀(jì)紅兵;

鈦鹽納米管的制備及光電性能研究    郝彥忠;韓文濤;

電壓條件對(duì)快速組裝TiO_2納米管陣列速率的影響研究    王巖;吳玉程;秦永強(qiáng);崔接武;鄭紅梅;洪雨;王慶平;

可見(jiàn)光響應(yīng)Cr，N-共摻雜鈦酸鹽納米管的水熱法合成及表征    于愛(ài)敏;沈雯雯;苗雙;孫曉紅;章福祥;關(guān)乃佳;

常壓水解法納米二氧化鈦的制備、表征及應(yīng)用    趙燕禹;李勇;商連弟;王惠惠;元應(yīng)仙;

新型摻雜二氧化鈦納米管光催化材料的制備及其光催化性能的研究    劉海津

太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)鏈垂直一體化構(gòu)建研究    耿亞新

太陽(yáng)能電動(dòng)車關(guān)鍵技術(shù)研究    李春芳

Cu_2O、ZnO納微結(jié)構(gòu)薄膜的制備及其光電性能研究    趙文燕

碳納米管復(fù)合物去除電站鍋爐補(bǔ)給水中有機(jī)物的機(jī)理研究    朱志平

TiO_2基納米管的制備、改性及性能研究    張芬

可見(jiàn)光響應(yīng)納米Cu_2O-TiO_2材料的制備及光催化性能研究    劉輝

TiO_2納米管的制備及改性研究    梁硯琴

TiO_2納米管陣列薄膜的制備、表征及光電性能研究    黃娟茹

納米ZnO基有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合光伏器件研究    王麗丹

染料敏化太陽(yáng)能電池光陽(yáng)極和對(duì)電極的研究    馮小明

水熱合成TiO_2納米管及光催化性能的研究    訾彤彤

鈦基光催化劑的低溫合成及其光催化性能的研究    孟祥東

陽(yáng)極氧化法制備TiO_2納米管陣列及其性質(zhì)研究    梁建鶴

太陽(yáng)能LED照明系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)    周婷婷

納米TiO_2薄膜的制備及其光催化性能的研究    史振彥

N、Ag摻雜TiO_2的制備及光催化活性的研究    楊子千

金屬離子摻雜TiO_2納米管制備及光催化還原CO_2性能研究    溫凱

基于PSASP的光伏發(fā)電系統(tǒng)建模與并網(wǎng)分析    于衛(wèi)衛(wèi)

TiO_2納米管的制備與應(yīng)用    李爽

納米TiO_2的制備    李大成,周大利,劉恒,張萍,張?jiān)?龔家竹

各國(guó)光伏路線圖與光伏發(fā)電的進(jìn)展    楊金煥;鄒乾林;談?shì)碓?葛亮;陳中華;

鋁基陽(yáng)極氧化鋁模板水熱法制備TiO_2納米管陣列    李綱;劉中清;顏欣;張昭;

氧化鈦納米管的合成機(jī)理與表征    王芹,陶杰,翁履謙,宋申華,陶海軍

離子濃度對(duì)TiO_2納米管陣列的影響    吳蓮蘋(píng);趙蓮花;萬(wàn)永彪;張志宏;韓陽(yáng);

用溶膠-凝膠法制備的納米 TiO_2粉末的結(jié)構(gòu)    羅菊,丁星兆,程黎放,馬學(xué)鳴,董遠(yuǎn)達(dá)

納米TiO_2的制備和性能    汪國(guó)忠,汪春昌,張立德,牟季美

TiO_2納米管的模板法制備及表征    李曉紅,張校剛,力虎林

不同形貌TiO_2的水熱合成及對(duì)苯酚的降解研究    石金娥;閆吉昌;王悅宏;閆福成;陳大偉;王瑩;趙凱;李曉坤;崔曉瑩;翟玉娟;

TiO_2/PVDF復(fù)合中空纖維膜的制備和表征    李健生,梁祎,王慧雅,孫秀云,王連軍

天然染料在納米晶太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用    鄢進(jìn)波;付德剛;

納米晶可編織纖維太陽(yáng)能電池研究    

太陽(yáng)能電池用高純硅的制法    秦孝保

太陽(yáng)能異步發(fā)電系統(tǒng)的研究    楊順昌

德國(guó)最大太陽(yáng)能電池廠投產(chǎn)    德興

國(guó)家太陽(yáng)能電池示范工程落戶保定    

巧妙利用太陽(yáng)能的住宅    李有觀;

采集太陽(yáng)能(下)——基礎(chǔ)化學(xué)推進(jìn)新型低成本太陽(yáng)能電池的開(kāi)發(fā)    高彤;

哈博公司250兆瓦太陽(yáng)能光伏項(xiàng)目落戶浙江嘉興    王碧輝;盧影;

臺(tái)聯(lián)電投資100萬(wàn)美元在山東建太陽(yáng)能電池廠    

氧化鈦-石墨烯復(fù)合結(jié)構(gòu)在光電轉(zhuǎn)化系統(tǒng)中的應(yīng)用    楊乃亮;翟錦;王丹;

量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池研究進(jìn)展    劉銘;楊君友;馮雙龍;朱虎;

太陽(yáng)能電池輸出特性的分析及檢測(cè)    張海波;

太陽(yáng)能電池表面納米微結(jié)構(gòu)研究    李美成;

有機(jī)染料錨數(shù)對(duì)染料敏化太陽(yáng)能電池性能的影響    尚會(huì)霞;羅艷紅;孟慶波;占肖衛(wèi);

量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池--新材料的設(shè)計(jì)、制備及器件研究    李冬梅;羅艷紅;孟慶波;

高效染料鈉晶TiO_2太陽(yáng)能電池    黃昀昉;吳季懷;林建明;黃妙良;

太陽(yáng)能電池應(yīng)用    孟昭淵;

富銦與富銅CuInSe_2薄膜的光電性能    王信春;

談太陽(yáng)能路燈原理    胡昊偉;黃敏;

美利用硅藻開(kāi)發(fā)染料敏化太陽(yáng)能電池    記者 毛黎

光纖也能變身太陽(yáng)能電池    楊東

太陽(yáng)能廠跨洋吸金 幾家歡樂(lè)幾家愁    黃女瑛 DigiTimes

太陽(yáng)能電池級(jí)多晶硅光伏項(xiàng)目落戶益陽(yáng)    記者　 郭云飛 通訊員　 張世平

涉足太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)公司一覽    詹鈴

依靠太陽(yáng)能的家庭    楊先碧

G風(fēng)帆 太陽(yáng)能電池新貴    天同證券 張銳

PE“新銳”王剛：太陽(yáng)能行業(yè)的堅(jiān)定支持派    本報(bào)記者 翁海華

行者集團(tuán)利用太陽(yáng)能獲新突破    記者 張國(guó)偉

太陽(yáng)能電池面臨出口為主的尷尬    無(wú)暇

基于酞菁銅的太陽(yáng)能電池的研究    劉一婷

反型聚合物太陽(yáng)能電池的研究    李福民

聚合物太陽(yáng)能電池中光吸收增強(qiáng)效應(yīng)的研究    李國(guó)龍

聚光多結(jié)太陽(yáng)能電池的設(shè)計(jì)、制備及可靠性研究    宋明輝

半透明聚合物太陽(yáng)能電池的研究    徐洋

光活性層摻雜及新型透明電極在聚合物太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用研究    章文峰

反型體異質(zhì)結(jié)聚合物太陽(yáng)能電池的研究    陶晨

有機(jī)/聚合物太陽(yáng)能電池：活性層結(jié)構(gòu)、形貌及光伏性能    薛麗麗

晶硅太陽(yáng)電池TiO_2陷光薄膜    趙保星

噴涂法制備聚合物太陽(yáng)能電池器件研究    陳征

氧化鈦修飾層的制備及其對(duì)聚合物太陽(yáng)能電池性能的影響    張健

基于太陽(yáng)能的嵌入式路燈控制系統(tǒng)的研究與應(yīng)用    劉春

利用不同陰極緩沖層改善有機(jī)小分子Pentacene/C_（60）太陽(yáng)能電池的性能    劉瑞

用電化學(xué)阻抗譜研究染料敏化太陽(yáng)能電池的電子傳輸與復(fù)合特性    和川

三芳基咪唑的富勒烯衍生物的合成及其在CdSe量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池的應(yīng)用    趙愛(ài)婷

太陽(yáng)能電池CuInS_2薄膜和ZnS薄膜的制備與性能研究    張興良

SCNTs和PPDIF應(yīng)用于聚合物太陽(yáng)能電池中的研究    白靜璐

CuO薄膜的制備及其光伏特性研究    張春萍

敏化太陽(yáng)能電池中染料的合成研究    徐丹

含噻吩和噻唑基元的共軛聚合物的合成和光伏性能研究    國(guó)霞