CuI在染料敏化太陽能電池中的應用

【摘要】： 本論文研究了以CuI為空穴傳輸材料的固態(tài)染料敏化TiO_2納晶多孔薄膜太陽能電池(TiO_2／dye／CuI／Pt)的制備和影響其光電轉換性能的因素。采用絲網印刷方法制備了新型含大孔的TiO_2納晶薄膜并應用在TiO_2／dye／CuI／Pt電池中，通過優(yōu)化制備條件和采用不同的CuI沉積方法等手段來提高這種固態(tài)太陽能電池的光電轉換性能。 1、將聚苯乙烯小球作為造孔劑用到TiO_2納晶薄膜制備中，采用絲網印刷的方法制備了含有大孔的TiO_2納晶多孔薄膜工作電極，通過一系列的優(yōu)化實驗確定了聚苯乙烯球作為造孔劑提高固態(tài)染料敏化太陽能電池光電轉換性能的最佳粒徑為200 nm和最佳添加量為10％。 2、系統(tǒng)研究了致密底層、對電極以及離子液體的添加量等影響固態(tài)染料敏化太陽能電池轉換效率的因素。 3、引入現場沉積的方法在TiO_2／dye／CuI／Pt電池中制備CuI空穴傳輸層。由于現場生長CuI彌補了溶液沉積CuI滲透性差導致CuI與染料敏化的TiO_2接觸性不好的不足，顯著降低納晶多孔薄膜與CuI的界面阻抗，提高了空穴傳輸速度。 4、將現場生長CuI和溶液沉積CuI兩種方法共用，既提高了界面接觸性能又提供了足夠CuI來傳輸空穴，從而使得由CuI作為空穴傳輸材料的固態(tài)染料敏化太陽能電池的光電性能得到明顯提高。 【關鍵詞】：染料敏化太陽能電池 絲網印刷TiO_2多孔薄膜 現場沉積CuI 光電化學性能
【學位授予單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-14
• 第一章 緒論14-26
• 1.1 太陽能電池研究進展15-16
• 1.2 染料敏化太陽能電池的基本結構與工作原理16-18
• 1.2.1 染料敏化太陽能電池的結構16-17
• 1.2.2 染料敏化太陽能電池的基本原理17-18
• 1.3 染料敏化納晶太陽能電池電解質的研究進展18-22
• 1.3.1 液態(tài)電解質19
• 1.3.2 準固態(tài)電解質19-21
• 1.3.3 固態(tài)電解質21-22
• 1.4 銅的空穴傳輸材料在染料敏化太陽能電池中的應用22-24
• 1.4.1 全固態(tài)染料敏化太陽能電池的工作原理22-23
• 1.4.2 無機空穴傳輸材料在染料敏化太陽能電池中的應用進展23-24
• 1.5 TiO_2工作電極的制備方法研究24-25
• 1.6 工作設想25-26
• 第二章 絲網印刷含有大孔的TiO_2多孔薄膜在固態(tài)太陽能電池中的應用26-42
• 引言26
• 2.1 實驗部分26-32
• 2.1.1 實驗材料26-27
• 2.1.2 TiO_2工作電極的制備27-29
• 2.1.3 三乙胺硫氰酸鹽的合成29-31
• 2.1.4 TiO_2/dye/CuI/Pt電池的組裝31-32
• 2.2 測試32-33
• 2.2.1 薄膜微結構的測試32
• 2.2.2 染料的吸附量測試32-33
• 2.2.3 光電流-光電壓性能的測試33
• 2.3 結果與討論33-40
• 2.3.1 不同方法制備的底層對電池暗電流的影響33-34
• 2.3.2 不同方法制備的TiO_2工作電極對電池性能的影響34-36
• 2.3.3 PS小球的存在對電極的影響36-38
• 2.3.4 添加不同粒徑的PS小球對電極的影響38-39
• 2.3.5 添加不同量的PS小球(200 nm)對電極的影響39-40
• 2.4 本章小結40-42
• 第三章 TiO_2/dye/CuI/Pt電池的影響因素研究42-48
• 引言42
• 3.1 實驗部分42-43
• 3.1.1 載鉑對電極的制備42
• 3.1.2 提拉浸漬法沉積CuI42-43
• 3.2 結果與討論43-47
• 3.2.1 對比添加不同質量的離子液體對電池光電性能的影響43-44
• 3.2.2 不同對電極對電池光電性能的影響44-45
• 3.2.3 采用提拉法制備CuI的染料敏化太陽能電池的光電性能45-47
• 3.3 本章小節(jié)47-48
• 第四章 現場沉積CuI在固態(tài)染料敏化太陽能電池中的應用48-61
• 引言48
• 4.1 實驗部分48-50
• 4.1.1 實驗材料48-49
• 4.1.2 工作電極的制備49
• 4.1.3 現場生長CuI49-50
• 4.1.4 溶液沉積CuI50
• 4.2 測試50-51
• 4.2.1 X射線光電子能譜(XPS)測試50
• 4.2.2 X射線衍射(XRD)測試50
• 4.2.3 電化學阻抗測量50-51
• 4.3 結果與討論51-60
• 4.3.1 在納晶多孔薄膜上現場沉積CuI51-53
• 4.3.2 多孔薄膜表面的CuI的晶型分析53-54
• 4.3.3 沉積CuI后多孔薄膜的微結構54-55
• 4.3.4 現場沉積CuI對電池的界面阻抗性能的影響55-57
• 4.3.5 應用不同方法沉積CuI組成的電池的光電性能研究57-58
• 4.3.6 電池的光電性能隨時間的變化58-60
• 4.4 本章小節(jié)60-61
• 結論61-62
• 參考文獻62-66
• 致謝66-67
• 研究成果及發(fā)表的學術論文67-68
• 作者及導師簡介68

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