PANI/Sm_2O_3的合成及其光伏性能的研究

【摘要】：有機(jī)半導(dǎo)體材料,具有分子和能級(jí)結(jié)構(gòu)通過(guò)化學(xué)修飾可調(diào)、響應(yīng)快、易加工成大面積柔性器件且價(jià)廉易得的優(yōu)點(diǎn),因此在太陽(yáng)能電池領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。 本文以苯胺為原料,對(duì)甲基苯磺酸為摻雜劑,過(guò)硫酸銨為氧化劑,用化學(xué)法合成了聚苯胺(PANI)納米纖維。利用掃描電子顯微鏡(SEM)表征了材料的形貌；用標(biāo)準(zhǔn)四探針?lè)y(cè)定了材料的電導(dǎo)率,用X射線衍射(XRD)、紅外光譜(FT-IR)以及紫外-可見(jiàn)(UV-Vis)吸收光譜等實(shí)驗(yàn)方法分析了所合成的PANI的結(jié)構(gòu)和性能。采用原位聚合法制備了PANI修飾的Pt電極(PANI/Pt),研究了PANI/Pt電極在0.1000mol/L H2SO4水溶液中的循環(huán)伏安特性。并根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果進(jìn)一步確認(rèn)了PANI的能帶結(jié)構(gòu),為PANI在光電轉(zhuǎn)化器件中的應(yīng)用提供了理論依據(jù)。 本論文還對(duì)雙層異質(zhì)結(jié)光伏器件ITO/Sm2O3/PANI/ITO的制作條件進(jìn)行了初步研究,測(cè)定了器件的短路電流和斷路電壓隨光照強(qiáng)度的變化關(guān)系。結(jié)果表明,當(dāng)聚苯胺和氧化釤的濃度分別為0.2500g/mL和0.1000g/mL時(shí),制作的ITO/Sm2O3/PANI/ITO器件的器件性能較好。在此條件下,當(dāng)模擬太陽(yáng)光源輻照強(qiáng)度為100mW/cm2時(shí),測(cè)定了器件的I-U特性曲線,得出其填充因子為64.5%。 【關(guān)鍵詞】：太陽(yáng)能電池 雙層異質(zhì)結(jié) 聚苯胺 氧化釤 能級(jí)結(jié)構(gòu) 光伏性能
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：O649
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目錄7-10
• 第1章 緒論10-28
• 1.1 太陽(yáng)能電池的發(fā)展歷史10-11
• 1.2 太陽(yáng)能電池的原理和分類11-14
• 1.2.1 硅太陽(yáng)能電池11-12
• 1.2.2 多元化合物薄膜太陽(yáng)能電池12-13
• 1.2.3 有機(jī)物太陽(yáng)能電池13
• 1.2.4 納米晶化學(xué)太陽(yáng)能電池13-14
• 1.3 有機(jī)聚合物太陽(yáng)能電池14-20
• 1.3.1 有機(jī)聚合物太陽(yáng)能電池的原理14-15
• 1.3.2 有機(jī)聚合物太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)15-18
• 1.3.3 有機(jī)聚合物太陽(yáng)能電池的材料18-19
• 1.3.4 有機(jī)聚合物太陽(yáng)能電池的應(yīng)用19-20
• 1.4 聚苯胺的研究20-25
• 1.4.1 聚苯胺的概述20-21
• 1.4.2 聚苯胺的合成方法21-22
• 1.4.3 聚苯胺的性質(zhì)與應(yīng)用22-24
• 1.4.4 聚苯胺的研究現(xiàn)狀及前景展望24-25
• 1.5 納米氧化釤的研究25-26
• 1.6 論文選題的目的及意義26-28
• 第2章 ITO/Sm_2O_3/PANI/ITO太陽(yáng)能光伏器件的制作28-38
• 2.1 前言28
• 2.2 實(shí)驗(yàn)試劑和儀器28-29
• 2.3 實(shí)驗(yàn)過(guò)程29-30
• 2.3.1 PANI的合成29
• 2.3.2 PANI的表征29-30
• 2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論30-35
• 2.4.1 PANI電導(dǎo)率測(cè)定結(jié)果分析30
• 2.4.2 PANI的SEM30-31
• 2.4.3 PANI的FT-IR實(shí)驗(yàn)結(jié)果31-32
• 2.4.4 PANI的CV測(cè)試結(jié)果分析32-33
• 2.4.5 PANI的UV-Vis吸收光譜實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析33-34
• 2.4.6 氧化釤的XRD譜圖分析34-35
• 2.5 ITO/Sm_2O_3/PANI/ITO太陽(yáng)能光伏器件制作的工藝流程35-37
• 2.6 本章小結(jié)37-38
• 第3章 ITO/Sm_2O_3/PANI/ITO結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能電池的測(cè)試38-50
• 3.1 前言38
• 3.2 實(shí)驗(yàn)試劑和儀器38-39
• 3.3 電池ITO/Sm_2O_3/PANI/ITO測(cè)試的電路圖及參數(shù)39-40
• 3.3.1 電池ITO/Sm_2O_3/PANI/ITO測(cè)試的電路圖39
• 3.3.2 電池ITO/Sm_2O_3/PANI/ITO測(cè)試的參數(shù)39-40
• 3.4 實(shí)驗(yàn)操作40-41
• 3.4.1 ITO/Sm_2O_3/PANI/ITO結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能電池的特性測(cè)試40
• 3.4.2 ITO/Sm_2O_3/ITO及ITO/PANI/ITO的歐姆接觸實(shí)驗(yàn)40-41
• 3.4.3 ITO/Sm_2O_3/PANI/ITO結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池暗室下的I-U特性實(shí)驗(yàn)41
• 3.4.4 ITO/Sm_2O_3/PANI/ITO結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池光照下的I-U特性實(shí)驗(yàn)41
• 3.4.5 ITO/Sm_2O_3/PANI/ITO結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池性能的改進(jìn)實(shí)驗(yàn)41
• 3.5 太陽(yáng)能電池暗室下的I-U特性曲線測(cè)定41-42
• 3.5.1 ITO/Sm_2O_3/ITO及ITO/PANI/ITO的歐姆接觸結(jié)果41-42
• 3.5.2 ITO/Sm_2O_3/PANI/ITO結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池的I-U特性測(cè)試42
• 3.6 太陽(yáng)能電池最佳制作條件的討論42-45
• 3.6.1 PANI與Sm_2O_3濃度的選擇42-44
• 3.6.2 ITO/Sm_2O_3/PANI/ITO結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池的最佳配比44-45
• 3.7 基于PANI/Sm_2O_3太陽(yáng)能電池的負(fù)載特性的測(cè)試與分析45-47
• 3.7.1 基于PANI的太陽(yáng)能電池的負(fù)載特性的測(cè)試45-46
• 3.7.2 基于PANI的太陽(yáng)能電池的填充因子的計(jì)算46-47
• 3.8 ITO/Sm_2O_3/PANI/ITO的開(kāi)路電壓和短路電流隨光強(qiáng)的變化曲線47-48
• 3.9 基于PANI/Sm_2O_3太陽(yáng)能電池性能的改進(jìn)48-49
• 3.10 本章小結(jié)49-50
• 第4章 結(jié)論50-52
• 參考文獻(xiàn)52-58
• 致謝58

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