染料敏化太陽能電池光電極的研究

【摘要】： 最近,染料敏化太陽能電池受到越來越多研究人員的關注。本文概述了染料敏化太陽能電池的研究現(xiàn)狀,并對光電極進行了研究。通過線性掃描法,紫外-可見光光度計和體視顯微鏡等手段對太陽能電池光電特性,紫外-可見光響應光譜和表面形貌進行了分析。 通過觀察添加劑OP-7和羥乙基纖維素含量對太陽能電池性能的影響,確定漿料配方。在二氧化鈦(TiO2)漿料中添加SiO2、ZnO、Ga2O3、Al2O3、CeO2五種氧化物,結(jié)果表明添加氧化物在一定比例內(nèi)確實能提高光電轉(zhuǎn)換效率,特別是添加ZnO含量在10mass%~30mass%所得的太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率提高程度要比其他添加物所制備的太陽能電池要高。 確定ZnO為摻雜物,通過添加不同的酸,通過配制不同ZnO含量的不同ZnO-TiO2漿料,浸入不同敏化劑制備出的光電極組成太陽能電池的各技術(shù)參數(shù)表明:(1) HNO3和酞菁綠分別是最好的添加酸和敏化劑;(2) ZnO起了阻礙電荷復合的作用,HNO3必須和ZnO一起才能起到作用;(3)性能最好的光電極的光電轉(zhuǎn)換率為0.57%,此時開路電壓是685mV,短路電流為0.183 mA,填充因子為0.455。 通過紫外-可見光光度計測試結(jié)果表明:形成漿料的氧化物粉末吸收峰光譜的“藍移”使得Eg增大,從而使Efemi增大,Voc變大;酞菁藍和酞菁綠的吸收光譜差不多,天然染料的吸收帶在190nm~900nm內(nèi)有3個。 體視顯微鏡結(jié)果表明:直接添加ZnO不能很好的改善純TiO2光電極的表面狀態(tài),而HNO3的單獨加入還使光電極的表面狀態(tài)變差了,HNO3對表面狀態(tài)的影響是通過ZnO來實現(xiàn)的;ZnO的添加量要適當,過量的ZnO會不利于納米薄膜表面狀態(tài)。而HNO3+ZnO+TiO2+蒸餾水攪拌過程中會有Zn(NO3)2的生成,但存在部分ZnO,ZnO層的阻礙電荷復合作用和Zn(NO3)2對表面狀態(tài)的改善使得太陽能電池性能有所提高。 【關鍵詞】：太陽能電池 染料敏化 二氧化鈦
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2007
【分類號】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-24
• 1.1 課題背景9
• 1.2 太陽能電池的結(jié)構(gòu)原理與技術(shù)指標9-14
• 1.2.1 太陽能電池的發(fā)展9-10
• 1.2.2 太陽能電池結(jié)構(gòu)與工作原理10-12
• 1.2.3 太陽能電池的技術(shù)指標12-14
• 1.3 太陽能電池的研究現(xiàn)狀14-22
• 1.3.1 納米多孔半導體薄膜14-16
• 1.3.2 敏化劑的研究現(xiàn)狀16-19
• 1.3.3 電解質(zhì)的研究現(xiàn)狀19-20
• 1.3.4 對電極的研究現(xiàn)狀20-21
• 1.3.5 電荷復合機理與抑制方法21-22
• 1.4 課題研究內(nèi)容及目的意義22-24
• 第2章 實驗材料與實驗方法24-29
• 2.1 實驗材料與設備24-25
• 2.1.1 實驗材料24-25
• 2.1.2 實驗儀器25
• 2.2 DSSC電池光電極的制備25-26
• 2.3 材料的制備及性能表征26-27
• 2.3.1 SEM測試26-27
• 2.3.2 紫外-可見光光度測試27
• 2.3.3 體視顯微鏡測試27
• 2.3.4 天然染料的制備27
• 2.4 DSSC電池的組裝與測試27-29
• 第3章 TiO_2漿料添加劑含量對開路電壓的影響29-35
• 3.1 光電流與暗電流29-30
• 3.2 OP-7 含量對開路電壓(V_(oc))的影響30-32
• 3.3 羥乙基纖維素含量對開路電壓(V_(oc))的影響32-34
• 3.4 本章小結(jié)34-35
• 第4章 納米多孔薄膜的制備與研究35-55
• 4.1 添加氧化物對光電性能的影響35-42
• 4.1.1 添加SiO_2對光電性能的影響35-37
• 4.1.2 添加ZnO對光電性能的影響37-38
• 4.1.3 添加Ga_2O_3對光電性能的影響38-39
• 4.1.4 添加Al_2O_3對光電性能的影響39-40
• 4.1.5 添加CeO_2對光電性能的影響40-42
• 4.2 納米ZnO-TiO_2薄膜的制備及研究42-54
• 4.2.1 ZnO+TiO_2漿料體系制備的納米薄膜的光電性能42-44
• 4.2.2 ZnO+TiO_2+酸漿料體系1 制備的納米薄膜的光電性能44-45
• 4.2.3 ZnO+TiO_2+酸漿料體系2 制備的納米薄膜的光電性能45-46
• 4.2.4 不同酸處理對光電性能的影響46-49
• 4.2.5 紫外-可見分光光度測試49-52
• 4.2.6 體視顯微鏡測試52-54
• 4.3 本章小結(jié)54-55
• 第5章 敏化劑對光電性能的影響55-60
• 5.1 酞菁綠對光電性能的影響55-56
• 5.2 天然染料對光電性能的影響56-58
• 5.3 紫外-可見分光光度測試58-59
• 5.4 本章小結(jié)59-60
• 結(jié)論60-61
• 參考文獻61-70
• 致謝70

您可以在本站搜索以下學術(shù)論文文獻來了解更多相關內(nèi)容

喹啉方酸菁/TiO_2的制備及其對堿木質(zhì)素活化性能的研究    馬艷麗

TiO_2納米晶多孔薄膜太陽能電池的制備    李長升,張成亮,付瑞鵬

染料共敏化納米晶太陽能電池的性能研究    孫磊,苑偉政,喬大勇

染料敏化納米晶TiO_2太陽能電池    秦沖;苑偉政;孫磊;喬大勇;

鉑修飾光陰極及其在納晶太陽能電池中的應用    郝三存,吳季懷,林建明,黃昀昉

染料敏化納晶TiO_2太陽能電池    王桂強,傅忠君

染料敏化太陽能電池中的納米TiO_2多孔膜研究進展    劉春平,秦艷濤,吳敏,王育喬,孫岳明

高分子在染料敏化納晶TiO_2太陽電池中的應用研究    王桂強;

染料敏化納米TiO_2薄膜太陽能電池中的電荷復合    張哲,周保學,葛偉杰,熊必濤,鄭青,蔡偉民

晶體硅與染料敏化納米薄膜太陽能-光電轉(zhuǎn)換技術(shù)    王剛;李曉紅;李斌;

聚丙烯酸電解質(zhì)準固態(tài)染料敏化TiO_2太陽能電池    魏月琳,黃昀昉,吳季懷,郝三存

三相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的建模與仿真    陶曉峰;謝君;

TiO_2納米管制備及其在染料敏化太陽能電池中的應用    谷翠萍;于錕;黃家銳;

100kW風光互補電站設計    楊幫宇;

光伏并網(wǎng)發(fā)電的最大功率點跟蹤算法研究    王桂英;史金玲;紀飛;王歡;

低溫制備柔性染料敏化太陽能電池TiO_2薄膜電極    張鳳;陶杰;陶海軍;董祥;

有機太陽能電池研究近況    趙文甲;司晶星;

太陽能光伏模塊電氣特性的數(shù)學建模與仿真    戴訓江;晁勤;

太陽電池的負載匹配理論與負載變換技術(shù)    王康模;陳長纓;于志剛;劉興華;劉小沖;趙俊;

基于PSIM的光伏模塊建模與電氣特性仿真    劉俊杰;張新燕;

跟蹤式光伏發(fā)電系統(tǒng)的性能分析    高亮;蔡世俊;高鵬;李果華;施正榮;朱拓;

不同電解質(zhì)對I_3~-/I~-在染料敏化太陽電池Pt對電極上反應機理的研究    湯英童;潘旭;戴松元;張昌能;胡林華;孔凡太;

一種基于dp/dv=0的最大功率跟蹤控制策略    榮延澤;劉士榮;毛軍科;李松峰;

光伏發(fā)電最大功率跟蹤控制方法的研究    李星辰;王琳;

基于PSIM9.0的單相光伏逆變系統(tǒng)的仿真研究    孫冰;白樹忠;鄭世松;

光伏并網(wǎng)給定電流幅值偏移的孤島檢測方法    鄭世松;孫冰;王玉斌;

含蓄電池儲能的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的建模與仿真    董旭柱;雷金勇;饒宏;黃曉東;劉怡;李鵬;

基于線電流解耦算法的三相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)    譚甲凡;

無敏化TiO_2太陽能電池研究    丁士文;王琳;田超;李蘭芬;

離子修飾對介孔納米TiO_2膜電極及其DSSC性能的影響    彭天右;趙德;盧蘭蘭;柯丁寧;戴珂;馬亮;

光伏發(fā)電最大功率跟蹤控制方法的研究    李星辰;王琳;

分布式電源的概率建模及其對電力系統(tǒng)的影響    王敏

考慮分布式發(fā)電的配電網(wǎng)綜合負荷建模方法研究    錢軍

我國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)投資風險及決策研究    朱震宇

光伏發(fā)電關鍵技術(shù)及電動汽車充電站可靠性研究    于蓉蓉

基于酞菁銅的太陽能電池的研究    劉一婷

一維ZnO、TiO_2納米陣列制備、修飾及其性能研究    胡安正

光伏發(fā)電系統(tǒng)及其控制技術(shù)研究    曹太強

DMFC和DSSC的化學增強與光輔助增強催化    王耀瓊

分布式發(fā)電微網(wǎng)系統(tǒng)暫態(tài)仿真方法研究    李鵬

聚偏氟乙烯基微孔—凝膠聚合物電解質(zhì)的制備及其在DSSC中的應用研究    楊艷

基于軟開關PWM技術(shù)的光伏逆變器的研究與設計    曹建

用于礦燈充電的獨立光伏系統(tǒng)研究    毛娟

太陽能光伏發(fā)電單相并網(wǎng)逆變器研究    李本元

太陽能LED照明系統(tǒng)控制器的設計    杜守增

光伏發(fā)電系統(tǒng)自適應控制研究    李亭

基于橋檢車的駐車充電站系統(tǒng)的設計實現(xiàn)    楊光

用于城市公交車的能量再利用智能控制系統(tǒng)的研制    謝玉錄

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的MPPT及孤島檢測新方法的研究    于希洋

三相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)研究    雷家寧

光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率點跟蹤算法研究及實現(xiàn)    黃克亞

納米TiO_2光催化降解苯酚的動力學研究    孫福俠,吳鳴,王紅,王復東,顧婉貞

苯在TiO_2上的氣相光催化氧化反應歷程    張前程,張鳳寶,張國亮

Pt-TiO_2/CeO_2-MnO_2復合催化劑光熱降解氣相苯    任成軍;鄒濤;陳國強;陳耀強;龔茂初;

錸、釕太陽能電池染料穩(wěn)定性電噴霧質(zhì)譜研究    孫世國,彭孝軍,張蓉,徐勇前

紫外光照射下甲苯光化學降解的初步研究    武江波;曾祥英;李桂英;安太成;盛國英;傅家謨;

混配型混價羧酸釕配合物的合成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)研究    王文珍,廖代正,王耕霖

冠醚方酸碲碳菁染料的合成研究    柯衛(wèi)軍,劉秀芳,徐漢生

吲哚類菁染料Cy3嵌入的核殼熒光納米顆粒的制備及其性質(zhì)研究    何曉曉;陳基耘;王柯敏;譚蔚泓;秦迪嵐;

新型水溶性熒光標示劑吲哚方酸菁染料的合成及光譜性能    宋波;張茜;彭孝軍;馬文輝;王炳帥;付新梅;

制漿廢液中木素的氧化降解及小分子降解產(chǎn)物的高值化利用    詹瑤;詹懷宇;羅小林;付時雨;

新型取代基酞菁與酞菁晶體的合成及光學性質(zhì)研究    夏道成

染料敏化劑在納米二氧化鈦表面單層分散狀態(tài)的研究    陳松

苝系染料的合成及其薄膜的光電性質(zhì)研究    董春蕾

鈷酞菁配合物的性質(zhì)及其與甲巰咪唑的作用研究    李惠

蒽醌及咔唑系列光敏染料在DSSCs中的應用研究    李超硯

D-π-A結(jié)構(gòu)染料的合成與應用    王宇鵬

納米TiO_2薄膜的制備方法對NPC太陽電池性能的影響    羅欣蓮,萬發(fā)榮,龍毅,周海鷹,葉亞平

太陽能電池及材料研究    梁宗存,沈輝,李戩洪

高效染料納米晶太陽能電池    黃昀昉,吳季懷

NPC電池染料敏化劑的研究進展    蘇樹兵,宋世庚,鄭應智,陶明德

陰極修飾對染料敏化TiO_2太陽能電池性能的改進    范樂慶,吳季懷,黃昀昉,林建明

納米尺度TiO_2/聚吡咯多孔膜電極光電化學研究    柳閩生,楊邁之,郝彥忠,余赪,蔡生民,李永舫

摻雜過渡金屬離子的TiO_2復合納米粒子光催化劑──羅丹明B的光催化降解    王艷芹,張莉,程虎民,馬季銘

電沉積二氧化鈦納米微粒膜的光電化學性能和表面形貌研究    羅瑾,周靜,祖延兵,林仲華

染料敏化太陽能電池的二氧化鈦膜性能研究    范樂慶,吳季懷,黃昀昉,林建明

TiO_2薄膜的制備方法及其對染料敏化太陽電池性能的影響    藍鼎,羅欣蓮,萬發(fā)榮,龍毅

日本太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率達20%    董偉

光電轉(zhuǎn)換效率高的非晶硅太陽電池    張肇富

太陽能庭院燈的研制    寧鐸,張振國,王建文

染料敏化太陽能電池中的敏化劑    梁茂,陶占良,陳軍

可提高光伏電池采光玻璃轉(zhuǎn)換效率的納米涂料    聶尊譽;

PEC電池的理論與模型    李冠成,孫公權(quán),于艷春

低能X射線工業(yè)CT探測器光電轉(zhuǎn)換效率的研究    高富強;張小嬌;周日峰;須民健;張亞瓊;

光柵減反層太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率的研究    鐘慧;高永毅;周仁龍;周并舉;唐立強;吳伶錫;李宏建;

太陽能電池中的幾種新型敏化劑    蔡冬英;喬慶東;

塑料太陽能電池的研究現(xiàn)狀與進展    鄧姝皓;劉丹;王之順;熊依林;李洪飛;

不同鈦源制備TiO_2薄膜電極及光譜特性    李麗;陳人杰;吳鋒;張貴友;陳實;

一種新型結(jié)構(gòu)染料敏化太陽電池的研究    王海;劉勇;沈輝;汪遠昊;楊洪興;

可顯著提高光電響應的有序規(guī)整無機-有機納米復合材料    張斌;陳旭東;章明秋;

以電泳沈積法制備多層膜之染料敏化太陽能電池    張合;卓清松;簡淑華;陳韋安;

三元氧化物基的染料敏化太陽能電池    黃禮華;魏明燈;

太陽能直拉硅片襯底中氧的熱行為及其對光電轉(zhuǎn)換效率的影響    任丙彥;霍秀敏;左燕;傅洪波;勵旭東;許穎;王文靜;趙玉文;

離子修飾對介孔納米TiO_2膜電極及其DSSC性能的影響    彭天右;趙德;盧蘭蘭;柯丁寧;戴珂;馬亮;

三苯胺-羅丹寧類D-π-A有機染料——染料敏化太陽電池中的應用研究    張雪華;李超;姚宜山;王維波;程學新;王雪松;張寶文;

智能混合式光電電流傳感器的設計    王玉田;劉國輝;王曉琳;

鋅卟啉敏化太陽能電池性能:從頭算非絕熱動力學研究    王晶輝;何榮幸;齊丹;

晶龍集團與世界頂尖高手過招    通訊員 段同剛　王麗英 記者 張計友

染料敏化太陽能電池將用于無人機    王小龍

晶龍 技術(shù)為王“逆市飄紅”    通訊員 段同剛　王麗英 記者 張計友

晶龍模式：讓創(chuàng)新“跑贏”市場    段同剛　撰稿

中國的新能源挑戰(zhàn)    許可新

從原材料入手實現(xiàn)聚光光伏產(chǎn)業(yè)化    全國工商聯(lián)新能源商會研究員 李雷

在新能源領域追趕“太陽”    本報記者 魏寧

天津銅銦鎵硒太陽能電池組件制成    耀文

已在發(fā)電效率上取得重要進展    記者 馮海波 通訊員 龔華萍

超日太陽兩項目試產(chǎn)成功達產(chǎn)后公司業(yè)績將暴增    記者 劉相華

抑制染料聚集優(yōu)化染料敏化太陽能電池器件的研究    李晶

新型可溶液加工有機小分子材料的設計合成及光伏性能    李在房

染料敏化太陽能電池光陽極的制備、性質(zhì)和光電轉(zhuǎn)換機理研究    程輝

D-A-π-A結(jié)構(gòu)芳胺類染料的合成及其性能研究    應偉江

新型高效疊層及復合染料敏化太陽能電池研究    苗青青

TiO_2納米晶表面微結(jié)構(gòu)調(diào)控及其對提高DSSC光電轉(zhuǎn)換效率的作用機理研究    張繼遠

染料敏化太陽能電池光陽極TiO_2薄膜的制備及改性研究    曾憲光

芳胺染料在溴（碘）基染料敏化太陽能電池中的應用    滕超

二氧化鈦納米片基染料敏化太陽能電池的制備    范佳杰

基于卟啉的小分子和聚合物的合成及其光伏性能研究    黃玉英

稀土發(fā)光材料在染料敏化太陽能電池中的應用    王江麗

半導體材料改性與染料敏化太陽能電池組裝與性能測試    張坤峰

染料敏化太陽能電池的大面積化研究    汪娜

光子調(diào)制提高DSSC光電轉(zhuǎn)換效率的研究    周飛云

染料電池插層磷酸鋯復合電解質(zhì)及光電/熱電復合器件研究    韓黎

稀土摻雜轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備及其在染料敏化太陽能電池中的應用    李慶北

染料敏化太陽能電池制備方法及影響因素的研究    于敏

斜角蒸鍍二氧化鈦薄膜及其改質(zhì)處理在染料敏化太陽能電池中的應用    陳起靜

染料敏化太陽能電池中釕基染料的計算機輔助設計和工藝研究    艾祥龍

染料敏化太陽能電池的性能研究    李楊