TiO_2復合納米陣列的可控合成及其光伏特性研究

【摘要】：二氧化鈦具有優(yōu)異的光催化和光電化學等性能,在光催化、太陽能電池等領(lǐng)域表現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。Ti02納米結(jié)構(gòu)作為染料敏化太陽能電池的光陽極材料是當前染料敏化太陽能電池的研究熱點。本文采用水熱法在FTO導電玻璃表面上生長Ti02納米棒及其復合納米陣列,研究了納米陣列的物相、微結(jié)構(gòu)和光電響應(yīng)特性,并分析納米陣列的生長機理。主要內(nèi)容如下： (1)以鈦酸四丁酯、濃鹽酸及去離子水為前驅(qū)物,采用一步水熱合成法在導電玻璃FTO上面生長c軸取向的四方相二氧化鈦納米棒陣列薄膜,通過實驗工藝制備成染料敏化太陽能電池,其短路電流密度JSc=3.27mA/cm2,開路電壓Voc=0.46V,轉(zhuǎn)換效率為0.31%。 (2)采用旋涂法和磁控濺射法兩種方式制備緩沖層,研究發(fā)現(xiàn),采用旋涂法制備緩沖層的染料敏化太陽能電池,其開路電壓Voc=0.63V,短路電流Jsc=1.29mA/cm2,轉(zhuǎn)換效率為0.71%；而通過磁控濺射來調(diào)整緩沖層的厚度,其開路電壓Voc=0.58V,短路電流Jsc=0.85mA/cm2,轉(zhuǎn)換效率η=0.43%。 (3)在水熱體系中,以無水乙醇替換去離子水制備Ti02納米棒陣列。研究發(fā)現(xiàn),當無水乙醇的含量達100%時,制備出了一種新型的四方金紅石結(jié)構(gòu)的單晶二氧化鈦陣列薄膜,將樣品制備成太陽能電池,其開路電壓Vo=0.63V,短路電流Jsc=10.9mA/cm2,轉(zhuǎn)換效率η=4.1%。 (4)采用納米晶體的成核與生長理論、表面能理論,形狀控制化學理論體系研究了FTO表面生長納米棒陣列薄膜的形成機理。同時解釋了前驅(qū)體中鹽酸、去離子水,無水乙醇在反應(yīng)中的作用。 【關(guān)鍵詞】：TiO_2納米棒 復合結(jié)構(gòu) 水熱合成 染料敏化太陽能電池 轉(zhuǎn)換效率
【學位授予單位】：湖北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TB383.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 染料敏化太陽能電池9-11
• 1.1.1 能源挑戰(zhàn)與機遇9
• 1.1.2 DSSc電池的結(jié)構(gòu)及工作原理9-10
• 1.1.3 太陽能電池的技術(shù)指標10-11
• 1.2 半導體材料二氧化鈦11-15
• 1.2.1 TiO_2納米材料的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)12-13
• 1.2.2 TiO_2納米材料的應(yīng)用前景13-14
• 1.2.3 TiO_2納米棒陣列的優(yōu)點、制備方法及研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 論文的主要研究內(nèi)容15-17
• 第二章 材料的制備與表征方法17-22
• 2.1 實驗材料與設(shè)備17-18
• 2.1.1 實驗材料17
• 2.1.2 試驗儀器17-18
• 2.2 實驗流程18-21
• 2.2.1 二氧化鈦納米棒陣列的制備流程18-19
• 2.2.2 DSSc的制備流程19-21
• 2.3 實驗樣品表征與測試方法21-22
• 第三章 TiO_2納米棒的合成及表征22-30
• 3.1 引言22-23
• 3.2 實驗部分23-24
• 3.2.1 導電玻璃的清洗23
• 3.2.2 二氧化鈦納米棒陣列生長機理初步探討23-24
• 3.3 鈦酸四丁酯濃度對反應(yīng)結(jié)果的影響24-26
• 3.4 不同方法制備緩沖層對試驗結(jié)果的影響26-28
• 3.5 不同磁控濺射對試驗結(jié)果的影響28-29
• 3.6 本章小結(jié)29-30
• 第四章 二氧化鈦復合納米陣列的合成及表征30-38
• 4.1 前言30
• 4.2 復合納米陣列的制備與表征30-35
• 4.3 生長機理的研究35-36
• 4.4 本章小結(jié)36-38
• 第五章 總結(jié)與工作展望38-40
• 5.1 總結(jié)38-39
• 5.2 工作展望39-40
• 參考文獻40-47
• 附錄47-48
• 致謝48

您可以在本站搜索以下學術(shù)論文文獻來了解更多相關(guān)內(nèi)容

納米TiO_2固相光催化降解固體廢棄塑料    法文君;昝菱;龔楚清;鐘家檉;

固相光催化降解廢棄塑料    楊昌軍;彭天右;鄧克儉;昝菱;

水體系中納米TiO_2粉體的分散穩(wěn)定性研究    王巧玲;尉霞;楊建忠;

光催化PVC糊的制備及其對亞甲基藍的光催化降解    鮑文娟;徐國敏;張樂;羅筑;

納米二氧化鈦表面改性及其光催化性能    李鵬飛

高度有序的TiO_2/FTO多孔納米陣列膜的可控制備研究    馬軍滿

TiO_2/FTO納米管有序陣列光電極的制備、CdS修飾及其光學特性的研究    張其君

“納米花”結(jié)構(gòu)二氧化鈦光催化薄膜    祁彬

納米TiO_2薄膜的制備及其光電性能研究    張維

可見光響應(yīng)光催化劑研究進展    陳崧哲,張彭義,祝萬鵬,劉福東

降解塑料目前存在的主要問題及今后發(fā)展方向    常桂霞

改性納米TiO_2固相光催化降解廢棄聚氯乙烯    法文君,昝菱,胡嚴鶴,陳俊橋

Fe~(3+)摻雜TiO_2光催化降解聚乙烯薄膜的研究    熊裕華,李鳳儀

二氧化鈦可見光光催化劑研究進展    唐劍文,吳平霄,曾少雁,劉云

我國的淀粉塑料宜慎重開發(fā)    邱威揚,邱賢華,喻繼文,陳云

鑭離子摻雜納米TiO_2光催化降解聚乙烯薄膜的研究    李鳳儀,熊裕華

白色污染的防治    楊愛明,董勤,馬衡,楊玉林,張紅,張漢波

HIPS/TiO_2/TAS納米復合材料的制備及性能    張金柱,汪信,陸路德,楊緒杰

美國杜邦公司計劃增產(chǎn)12萬噸TiO_2    楊素麗

水解法制備納米級TiO_2    劉寶春,王錦堂,顧國亮,湯志云,魏名華

減輕熱塑性工程塑料用TiO_2引起的降解    張佩君

CuO/TiO_2體系中的氫溢流效應(yīng)    徐斌董,林陳懿

半導體光催化劑(TiO_2)降解有機污染物    高遠;

宇部首創(chuàng)TiO_2光催化劑纖維    徐維正

納米TiO_2有機表面改性的研究    姚超,丁永紅,林西平,楊緒杰,陸路德,汪信

光氧化與光催化氧化降解酸性玫瑰紅B的動力學比較    傅劍鋒,季民,楊勇,金洛楠,楊虹

TiO_2光電催化技術(shù)降解有機污染物研究進展    劉亞子;孫成;洪軍;

燒結(jié)溫度對TiO_2壓敏陶瓷非線性和介電性質(zhì)的影響(英文)    孟凡明;孫兆奇;

退火處理對TiO_2單晶納米棒陣列的結(jié)構(gòu)及染料敏化太陽能電池性能研究    強穎懷;

由多孔TiO_2制備體相還原的TiO_2納米棒    鄒曉新;

介晶納米棒構(gòu)筑的TiO_2多級有序結(jié)構(gòu)的可控合成    蔡金光;齊利民;

超聲場中制備納米級銳鈦礦型TiO_2的研究    葉釗;黃興華;臧志清;楊齊瑜;

低成本TiO_2結(jié)晶釉的研制    柳平英;吳禮新;

鈦表面原位自生TiO_2納米管抑菌種植牙材料的研究    崔春翔;戚玉敏;高鑫;李勇;王晶;劉慧;

模板法制備TiO_2/聚苯胺中空復合微球及多孔TiO_2中空微球    王小聰;唐賽德;周辰;劉靖;封偉;

表面氧空位對TiO_2納米晶光催化活性的影響(英文)    張華榮;梁勇;譚克奇;鄭海務(wù);顧玉宗;

超聲噴霧熱解法制備TiO_2光催化自清潔陶瓷及其性能研究    李達;張軍;邵樂喜;卞洪飛;李東珂;楊元政;

TiO_2基低場高性能電流變液研究    王婷婷;劉雪輝;郭建軍;程昱川;許高杰;

納米陣列實現(xiàn)Tb級存儲密度    

基因測序成本降至5000美元    劉霞

美利用新技術(shù)獲得樹枝狀晶體納米棒    毛黎

納米專利及其產(chǎn)品的生命周期價值鏈分析    艾倫卡(ALENCAR，M.S.M) 安圖斯(ANTUNES，A.M.S) 波特(PORTER，A.L)

德研制出比鉆石還硬的物質(zhì)    風影

BP耗資50億美元投入太陽能電池    林昌明 DigiTimes

權(quán)威作者 新穎材料    吳自勤

快速捕獲腫瘤的納米新材料    李素珍

一維納米功能復合氧化物的低熱固相制備及機理研究    自治區(qū)科技成果管理辦公室 提供

納米結(jié)構(gòu)的生物礦材料合成取得重要進展    司瑞

納米結(jié)構(gòu)TiO_2的制備及其光催化降解4-氯硝基苯的效能研究    葉苗苗

晶相和形貌可控的TiO_2納米晶和取向薄膜的合成及其在染料敏化太陽電池中的應(yīng)用    許元妹

基于基板的TiO_2納米點結(jié)構(gòu)的制備及性能研究    羅鳴

一維ZnO、TiO_2納米陣列制備、修飾及其性能研究    胡安正

非金屬摻雜TiO_2基納米材料的制備新方法、結(jié)構(gòu)表征及可見光催化降解氣相甲苯性能    董帆

摻雜TiO_2薄膜的制備、表征及性能    張向超

納米TiO_2涂層及其復合涂層的制備與光陰極保護性能研究    周民杰

分子印跡型系列TiO_2光催化劑的制備及其選擇性降解有機污染物的研究    沈先濤

離子摻雜TiO_2納米材料的光電性質(zhì)及光催化活性研究    李海彥

納米結(jié)構(gòu)TiO_2光電復合薄膜的協(xié)同效應(yīng)    宋小梅

TiO_2/α-Fe_2O_3納米陣列復合材料的制備及性能研究    趙輝

Ag/N共改性TiO_2中空納米棒陣列的制備及光催化性能    吳敏

TiO_2復合納米陣列的可控合成及其光伏特性研究    許楊

鈦基表面TiO_2納米棒陣列的制備及不同納米構(gòu)相TiO_2對成骨細胞黏附形態(tài)的研究    姚麗婷

可見光響應(yīng)的N-F共摻雜TiO_2納米棒陣列的制備及光催化性能研究    呂燕

銳鈦礦相TiO_2納米晶形貌控制、熒光性能與液晶行為    石欣超

TiO_2納米管陣列的改性與光電性能研究    劉紹歡

TiCl_3處理對TiO_2基染料敏化太陽能電池光電性能的影響    倪東霞

TiO_2納米管陣列陽極氧化法制備、改性及光電催化性能研究    馮娟娟

TiO_2/浮石光催化降解水中鄰苯二甲酸酯類污染物的研究    吳楚萍