溶膠—電泳法制備納米TiO_2薄膜及其在染料敏化太陽能電池中的應(yīng)用

【摘要】： 染料敏化納米晶體太陽能電池(Dye-Sensitized Nanocrystalline Photovoltaic Solar Cells)是一種非常有前途的清潔太陽能裝置。它具有結(jié)構(gòu)簡單,成本低廉,易于制造等優(yōu)點(diǎn),對光強(qiáng)度變化和溫度變化不敏感,光電轉(zhuǎn)換效率高,光穩(wěn)定性好,對環(huán)境無污染,自1991年問世以來,引起了人們的廣泛關(guān)注。如何獲得更高的光電轉(zhuǎn)換效率,延長整個(gè)電池的使用壽命一直是研究的焦點(diǎn)問題。 本論文重點(diǎn)研究了不同方法制備二氧化鈦納米晶薄膜,利用SEM及XRD對樣品形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。將其用于染料敏化太陽能電池,得到了較高的開路電壓和短路電流。用不同溶劑通過電泳法在導(dǎo)電玻璃上制備二氧化鈦薄膜,比較了不同分散劑對薄膜制備的影響。將所制備的薄膜用于染料敏化太陽能電池的光陽極,其中以異丙醇做溶劑并加入少量聚乙二醇所得的電池,開路電壓達(dá)到0.66V,短路電流達(dá)到8.143mA/cm~2。比較了溶膠法、電泳法以及溶膠電泳復(fù)合法所制備的電池的輸出性能。其中溶膠電泳復(fù)合法所制備的薄膜用于電池,開路電壓達(dá)到0.7V,短路電流達(dá)到12.59mA/cm~2,填充因子達(dá)到0.55,效率達(dá)到3.14%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于溶膠法和電泳法所制的的電池效率。 【關(guān)鍵詞】：二氧化鈦 染料敏化 溶膠 電泳
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 綜述9-27
• 1.1 課題背景9
• 1.2 基本概念9-12
• 1.2.1 大氣質(zhì)量數(shù)9-10
• 1.2.2 光電轉(zhuǎn)換效率10-11
• 1.2.3 電池的輸出特性11-12
• 1.3 染料敏化太陽能電池的結(jié)構(gòu)和工作原理12-15
• 1.3.1 染料敏化太陽能電池的結(jié)構(gòu)12-13
• 1.3.2 染料敏化太陽能電池的工作原理13-15
• 1.4 二氧化鈦納米半導(dǎo)體電極15-20
• 1.4.1 二氧化鈦納米晶的引入15-16
• 1.4.2 納米晶二氧化鈦的制備16-20
• 1.5 染料敏化劑20-23
• 1.5.1 光敏染料的種類20-23
• 1.6 電解質(zhì)的研究進(jìn)展23-27
• 1.6.1 液體電解質(zhì)23-24
• 1.6.2 溶膠-凝膠(準(zhǔn)固態(tài))電解質(zhì)24-25
• 1.6.3 固態(tài)電解質(zhì)25-27
• 第2章 電泳法制備二氧化鈦薄膜27-35
• 2.1 實(shí)驗(yàn)部分27-30
• 2.1.1 試劑與儀器27
• 2.1.2 導(dǎo)電玻璃的預(yù)處理27
• 2.1.3 電泳液的制備27-28
• 2.1.4 二氧化鈦薄膜的制備28
• 2.1.5 鉑電極的制備28-29
• 2.1.6 染料的配制29
• 2.1.7 電池的封裝29
• 2.1.8 測試29-30
• 2.2 結(jié)果與討論30-35
• 2.2.1 XRD分析30-31
• 2.2.2 SEM分析31
• 2.2.3 對光的吸收比較31-33
• 2.2.4 測試光源的光譜33
• 2.2.5 電池的Ⅰ-Ⅴ測試33-35
• 第3章 溶膠-電泳法制備二氧化鈦薄膜35-40
• 3.1 實(shí)驗(yàn)部分35-36
• 3.1.1 試劑與儀器35
• 3.1.2 溶膠的制備35
• 3.1.3 電泳液的制備35
• 3.1.4 二氧化鈦薄膜的制備35-36
• 3.1.5 組裝電池并測試36
• 3.2 結(jié)果與討論36-40
• 3.2.1 XRD分析36-37
• 3.2.2 SEM分析37
• 3.2.3 電池的Ⅰ-Ⅴ測試37-39
• 3.2.4 不同膜厚的電池輸出特性比較39-40
• 第4章 結(jié)論40-41
• 第5章 后記41-42
• 參考文獻(xiàn)42-46
• 附錄46-47
• 致謝47-49
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文情況49

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