二氧化鈦納米管的制備及其在染料敏化太陽能電池中的應(yīng)用

【摘要】：能源問題漸已成為制約現(xiàn)代全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會文明進(jìn)步的重要問題,因世界各國越來越重視能源的開發(fā)儲備以及能源的消費,甚至多次引發(fā)了傳統(tǒng)能源輸出區(qū)域的爭端。但是人們在承受這些危機(jī)與戰(zhàn)爭的同時,也提高了新能源開發(fā)與利用的意識與熱情,研究可持續(xù)發(fā)展的新型能源用以替代傳統(tǒng)能源已經(jīng)成為必然趨勢。生物能、風(fēng)能、核能和太陽能等清潔且可持續(xù)利用的新型能源,受到了廣泛的關(guān)注,特別是太陽能電池的研發(fā)與利用。太陽能有接收不受地域限制,使用期限長遠(yuǎn),并且適合我國能源需求等特點而成為我國新能源利用與發(fā)展的重要組成部分。 太陽能電池是目前太陽能最直接也是最主要的利用方式。目前,硅基電池由于起步較早,技術(shù)成熟,特別是轉(zhuǎn)化效率高,因此在光伏市場上占有絕大部分份額。如今隨著對太陽能電池結(jié)構(gòu)和材料的不斷探索與研究,太陽能電池的種類不斷的翻新,除硅電池外,更多的低污染,低成本的新一代電池得到關(guān)注。 染料敏化太陽能電池相較于硅基的太陽能電池和其他眾多的薄膜太陽能電池種類而言,有對生產(chǎn)設(shè)備要求不高,設(shè)備簡易且低廉,同時,其制備過程直接而簡單,制造過程所消耗的能量少,可大幅降低成本等特點而得到廣泛的研究與探究。另一方面,染料敏化太陽能電池的電極、染料和電解液部分均有透光性質(zhì),可以增加太陽能電池元件的美觀性,亦可作為便于攜帶的時尚電子設(shè)備的配件。近年,盡管已經(jīng)進(jìn)行了大量關(guān)于染料敏化太陽能電池的研究工作,但其商業(yè)化生產(chǎn)還有很多諸如效率、封裝和柔性等問題。本文主要通過研究陽極氧化法制備二氧化鈦納米管的技術(shù)工藝,對制備的二氧化鈦納米管的結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行了測試,優(yōu)化其制備工藝使之適合用于染料敏化太陽能電池中,最終以二氧化鈦納米管作為光陽極,制備出性能良好的染料敏化太陽能電池。 【關(guān)鍵詞】：染料敏化太陽能電池 二氧化鈦納米管 陽極氧化
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TM914.4
【目錄】：

• 論文摘要6-7
• Abstract7-9
• 目錄9-11
• 第一章 引言11-19
• 1.1 前言11-14
• 1.2 太陽能以及太陽能電池14-16
• 1.3 染料敏化太陽能電池16-17
• 1.4 論文的研究內(nèi)容及意義17-19
• 第二章 實驗原理及分析測試儀器19-28
• 2.1 染料敏化太陽能電池工作原理19-23
• 2.1.1 基本結(jié)構(gòu)及原理19-22
• 2.1.2 太陽能電池能效曲線與電池輸出常數(shù)22-23
• 2.2 分析及測試儀器23-28
• 2.2.1 掃描電子顯微鏡23-25
• 2.2.2 X-Ray衍射儀(X-ray diffraction,XRD)25-26
• 2.2.3 能量色散X射線光譜儀26
• 2.2.4 IV曲線測試系統(tǒng)26-28
• 第三章 二氧化鈦納米管的制備28-39
• 3.1 概述28
• 3.2 制備二氧化鈦納米管方法及原理28-30
• 3.3 實驗過程及方法30-31
• 3.4 實驗結(jié)果及分析31-38
• 3.4.1 預(yù)處理對鈦基板的影響31-32
• 3.4.2 陽極氧化溫度對二氧化鈦納米管生長的影響32-34
• 3.4.3 氟化銨對二氧化鈦納米管生長的影響34-35
• 3.4.4 反應(yīng)時間對二氧化鈦納米管生長的影響35-36
• 3.4.5 后處理對二氧化鈦納米管形貌及結(jié)構(gòu)的影響36-38
• 3.5 小結(jié)38-39
• 第四章 二氧化鈦納米管制備染料敏化太陽能電池的研究39-56
• 4.1 概述39-40
• 4.2 利用染料敏化二氧化鈦納米管電極40-45
• 4.2.1 實驗過程及方法40-41
• 4.2.2 實驗結(jié)果及分析41-45
• 4.3 利用硫化鎘敏化二氧化鈦納米管電極45-51
• 4.3.1 制備硫化鎘的方法及原理45-46
• 4.3.2 實驗過程及方法46-47
• 4.3.3 實驗結(jié)果及分析47-51
• 4.4 制備可轉(zhuǎn)移二氧化鈦納米管透明薄膜51-55
• 4.4.1 可轉(zhuǎn)移二氧化鈦納米管透明薄膜制備方法和原理51-52
• 4.4.2 實驗過程及方法52-53
• 4.4.3 實驗結(jié)果及分析53-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 第五章 總結(jié)56-57
• 參考文獻(xiàn)57-61
• 致謝61

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