SiW_(11)V/石墨烯復(fù)合材料的合成及其在光伏體系中的應(yīng)用

【摘要】：多金屬氧酸鹽結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,可進(jìn)行多電子的可逆氧化還原過(guò)程,同時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)元素組成可使其吸收光譜覆蓋幾乎整個(gè)光譜。上述優(yōu)異的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)使得多金屬氧酸鹽具有作為染料敏化太陽(yáng)能電池中傳統(tǒng)染料替代品的潛能,但是由于大多數(shù)多酸缺少有效與半導(dǎo)體粒子作用的官能團(tuán),且大多數(shù)多酸的能級(jí)較二氧化鈦導(dǎo)帶低使得其在染料敏化太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用受到限制,多數(shù)情況下多酸仍舊單一的作為電子受體應(yīng)用其中。本文我們通過(guò)簡(jiǎn)單并且環(huán)境友好的化學(xué)還原過(guò)程將釩取代的Keggin型多酸(Si W11V)與石墨烯進(jìn)行復(fù)合,將得到的復(fù)合材料(Si W11V/graphene-n)引入至二氧化鈦薄膜中,摻雜復(fù)合材料的薄膜具有更好的光電響應(yīng)。同時(shí)我們研究了不同多酸負(fù)載量下的光電響應(yīng),發(fā)現(xiàn)隨著石墨烯層片上多酸負(fù)載量的增大,薄膜的光電響應(yīng)明顯提高。這是由于以下幾點(diǎn):1.石墨烯表面仍存在少量含氧官能團(tuán),其可以與二氧化鈦粒子有效作用,解決了多酸缺少官能團(tuán)的問(wèn)題。2.石墨烯帶隙為零,同時(shí)石墨烯的能級(jí)與FTO導(dǎo)電玻璃相近,作為一種二維的電子傳輸通道可將電子快速、有效的傳輸至FTO。3.Si W11V的能級(jí)處于二氧化鈦導(dǎo)帶之下,石墨烯能級(jí)之上。在光照情況下,Si W11V可以接受二氧化鈦導(dǎo)帶的電子,同時(shí)Si W11V可以吸收近全光譜的太陽(yáng)光產(chǎn)生大量激發(fā)電子,電子可通過(guò)石墨烯有效傳輸。在該體系中Si W11V不僅作為電子受體,同時(shí)可作為電子給體。 【關(guān)鍵詞】：多金屬氧酸鹽 石墨烯 復(fù)合材料 光電性能
【學(xué)位授予單位】：東北師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM914.4;TQ127.11
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-6
• 第一章 引言6-18
• 1.1 多金屬氧酸鹽在染料敏化太陽(yáng)能電池中的研究進(jìn)展6-9
• 1.1.1 多金屬氧酸鹽的概述6
• 1.1.2 染料敏化太陽(yáng)能電池的簡(jiǎn)介6-7
• 1.1.3 多金屬氧酸鹽在染料敏化太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用研究7-9
• 1.2 石墨烯材料的合成及應(yīng)用研究進(jìn)展9-16
• 1.2.1 石墨烯材料概述9-12
• 1.2.2 石墨烯在染料敏化太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用12-13
• 1.2.3 多酸/石墨烯復(fù)合材料的概述13-16
• 1.3 選題目的和依據(jù)16-17
• 1.4 實(shí)驗(yàn)試劑與測(cè)試手段17-18
• 1.4.1 實(shí)驗(yàn)試劑17
• 1.4.2 測(cè)試手段17-18
• 第二章 釩(IV)取代Keggin型多酸/石墨烯復(fù)合材料制備及光電性質(zhì)研究18-30
• 2.1 引言18
• 2.2 石墨烯材料的制備18-19
• 2.2.1 石墨烯的制備18
• 2.2.2 多酸/石墨烯復(fù)合材料的制備18-19
• 2.3 石墨烯材料的表征19-26
• 2.4 二氧化鈦薄膜的制備26
• 2.4.1 摻雜SiW11V/graphene-n二氧化鈦薄膜的制備26
• 2.5 二氧化鈦薄膜光電響應(yīng)測(cè)試26-29
• 2.5.1 不同二氧化鈦薄膜光電響應(yīng)測(cè)試26-29
• 2.6 本章小結(jié)29-30
• 第三章 結(jié)論30-31
• 參考文獻(xiàn)31-35
• 致謝35-36
• 碩士期間公開發(fā)表論文情況36

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