染料敏化納米晶太陽能電池陽極的制備與共敏化研究

【摘要】：近年來，染料敏化納米晶太陽能電池由于其具有可大面積制備、生產(chǎn)成本低以及分子水平上可設(shè)計(jì)性的優(yōu)點(diǎn)而受到全世界研究者的關(guān)注。但是，要想進(jìn)一步提高半導(dǎo)體電極、敏化染料、電解質(zhì)的性能，從而提高光電轉(zhuǎn)換效率，達(dá)到實(shí)用化目標(biāo)，還需要解決一系列問題。 本論文從染料敏化納米晶太陽能電池陽極的制備及其染料共敏化方面進(jìn)行了研究。 首選，本論文在總結(jié)染料敏化納米晶太陽能電池工作原理、效率的提高和最新發(fā)展的基礎(chǔ)上，用溶膠-凝膠法(Sol-Gel法)制備了銳鈦礦晶型的納米晶多孔TiO_2粉體。通過改變制備TiO_2的溶膠前驅(qū)液中表面活性劑(PEG)的量、pH值以及加水量來確定合適的前驅(qū)物組分含量，以達(dá)到提高TiO_2顆粒的表面粗糙程度和顆粒間的孔隙率，減小TiO_2顆粒粒徑，從而提高納米晶多孔TiO_2薄膜電極比表面積、膜的孔洞率，進(jìn)而達(dá)到增加染料吸附量的目的。同時(shí)，對(duì)所制備的納米晶TiO_2粉體在不同溫度下煅燒，確定了生成銳鈦礦型納米晶多孔TiO_2導(dǎo)電薄膜的最佳煅燒溫度。 其次，用Sol-Gel法制備了銳鈦礦晶型的納米晶多孔TiO_2半導(dǎo)體電極。通過掃描電鏡分析，進(jìn)一步探討了制備理想電極的條件。 最后，以降低染料成本，提高光譜吸收范圍和吸光度為目標(biāo)，選擇低成本的有機(jī)染料曙紅Y、香豆素、玫瑰紅進(jìn)行雙染料共敏化實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了吸收光譜的拓寬和光吸收率的增加，最終確定了理想的共敏化染料。 【關(guān)鍵詞】：Sol-Gel法 染料敏化 銳鈦礦 納米晶多孔TiO_2
【學(xué)位授予單位】：長春理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-7
• 目錄7-8
• 第一章 緒論8-26
• 1.1 概述8-13
• 1.2 染料敏化納米晶太陽能電池工作原理13-18
• 1.3 染料敏化納米晶太陽能電池效率的提高18-23
• 1.4 本論文主要工作內(nèi)容、意義23-26
• 第二章 納米晶TiO_2粉體的制備與表征26-39
• 2.1 引入納米晶TiO_2的意義及制備方法的選擇26-29
• 2.2 溶膠-凝膠法制備納米晶TiO_2粉體29-34
• 2.3 納米晶TiO_2粉體的表征與結(jié)果分析34-37
• 2.4 小結(jié)37-39
• 第三章 納米晶TiO_2薄膜的制備與結(jié)果表征39-45
• 3.1 納米晶TiO_2薄膜的制備39-41
• 3.2 納米晶TiO_2薄膜的表征與結(jié)果分析41-44
• 3.3 小結(jié)44-45
• 第四章 納米晶TiO_2薄膜電極的染料共敏化研究45-53
• 4.1 共敏化染料的選擇與配制45-47
• 4.2 共敏化染料的性能研究47-51
• 4.3 小結(jié)51-53
• 第五章 結(jié)論與展望53-55
• 致謝55-56
• 參考文獻(xiàn)56-59
• 附錄59

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