基于反蛋白石结构的光电解水及钙钛矿电池研究
发布时间：2021-08-08 11:59
目前,能源危机已经成为影响世界经济与社会发展的一个重大的国际性问题。传统化石能源如煤炭、石油、天然气的日益枯竭,使得人们迫切需要寻找到一种可持续的清洁能源以减少化石燃料的使用。太阳能不仅最易为人类获得,而且可以说一种取之不尽用之不竭的能源,因而被公认为一种最有潜力的新型能源。然而,人类很难直接利用太阳光的辐射能量,一般都要将太阳能转化为可直接利用的电能、化学能等从而加以储存和利用。其中,钙钛矿太阳能电池和光电解水制氢系统是近年来太阳能应用的研究热点,受到了各国科学家的广泛关注。其面临的主要问题是如何采取合理的手段提高太阳能的转化效率,为此,研究者提出了多种改进办法。其中,合理的电极结构设计被证明是一种行之有效的办法,例如反蛋白石（IO）结构由于其具有独特的光学特性及大的比表面积,能够有效改善器件光吸收能力,提高光电转化效率。本文就将反蛋白石结构在光电解水以及无机钙钛矿太阳能电池中的应用进行了系统的研究,揭示了该结构与光捕获、载流子传输以及光电转换效率之间的关系,主要研究内容如下:（1）以单分散的聚苯乙烯微球为模板,采用溶胀-收缩法以及溶胶-凝胶法制备BiVO4/SnO2IO结构,采用S...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１?一些常见半导体能带位置与水分解电位示意图
?丫??？ａ?ｉ?ｙ??〇ｘ??图１－２?￥丐钦矿晶体结构不意图。??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?Ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ?ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ．??钙钛矿材料具有很多优点，一是其吸收系数高且带隙合适：以ＣＨ３ＮＨ２ＰｂＩ３??（简写为ＭＡＰｂｌ３）为例，它在可见光范围内的吸收系数约为ｌＯＳｃｒｒｒ１，光吸收??能力比常用的有机染料高１０倍以上，其带隙约为１．５?ｅＶ，４００?ｎｍ厚的薄膜即??可吸收可见光范围内的所有光子；二是钙钛矿材料具有优异的载流子传输性能，??它能高效传输电子和空穴，其载流子传输距离大于１?ｆｉｍ，且载流子寿命远远长??于其它太阳能电池材料，所以特别适合作为太阳能电池的光吸收材料。??常见的钙钛矿太阳能电池一般由电子传输层，光吸收层，空穴传输层和金属??对电极组成
于其它太阳能电池材料，所以特别适合作为太阳能电池的光吸收材料。??常见的钙钛矿太阳能电池一般由电子传输层，光吸收层，空穴传输层和金属??对电极组成，如图１－３所示。??金鉍对电极?ｊ??空穴传输层??：纖??致密Ｔｉ０２传输层??导电玻＿基底?：??图１－３常规平面钙钛矿太阳能电池结构示意图??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｃｏｍｍｏｎ?ｐｌａｎａｒ?ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ?ｓｏｌａｒ?ｃｅｌｌｓ??钙钛矿太阳能电池的工作基于半导体的光生伏特效应，在光照情况下，当光??子能量大于钙钛矿材料的禁带宽度时，钙钛矿层受到光激发产生电子、空穴对。??由于钙钛矿层的导带能级高于ＴｉＣｈ层，导带中的电子就会注入到Ｔｉ〇２电子传??９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Fabrication of quantum-sized Cd S-coated Ti O2 nanotube array with efficient photoelectrochemical performance using modified successive ionic layer absorption and reaction（SILAR） method[J]. Na Lu,Yan Su,Jingyuan Li,Hongtao Yu,Xie Quan. Science Bulletin. 2015(14)
硕士论文
[1]光伏发电项目综合效益评价研究[D]. 江富平.湖北工业大学 2016
[2]低维窄带隙TiO2、ZnO复合材料的制备及其光催化性能研究[D]. 冯婷.辽宁大学 2016
[3]中国能源结构与碳排放强度的关系研究[D]. 彭旭.华北电力大学 2016
本文编号：3329916
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１?一些常见半导体能带位置与水分解电位示意图
?丫??？ａ?ｉ?ｙ??〇ｘ??图１－２?￥丐钦矿晶体结构不意图。??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?Ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ?ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ．??钙钛矿材料具有很多优点，一是其吸收系数高且带隙合适：以ＣＨ３ＮＨ２ＰｂＩ３??（简写为ＭＡＰｂｌ３）为例，它在可见光范围内的吸收系数约为ｌＯＳｃｒｒｒ１，光吸收??能力比常用的有机染料高１０倍以上，其带隙约为１．５?ｅＶ，４００?ｎｍ厚的薄膜即??可吸收可见光范围内的所有光子；二是钙钛矿材料具有优异的载流子传输性能，??它能高效传输电子和空穴，其载流子传输距离大于１?ｆｉｍ，且载流子寿命远远长??于其它太阳能电池材料，所以特别适合作为太阳能电池的光吸收材料。??常见的钙钛矿太阳能电池一般由电子传输层，光吸收层，空穴传输层和金属??对电极组成
于其它太阳能电池材料，所以特别适合作为太阳能电池的光吸收材料。??常见的钙钛矿太阳能电池一般由电子传输层，光吸收层，空穴传输层和金属??对电极组成，如图１－３所示。??金鉍对电极?ｊ??空穴传输层??：纖??致密Ｔｉ０２传输层??导电玻＿基底?：??图１－３常规平面钙钛矿太阳能电池结构示意图??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｃｏｍｍｏｎ?ｐｌａｎａｒ?ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ?ｓｏｌａｒ?ｃｅｌｌｓ??钙钛矿太阳能电池的工作基于半导体的光生伏特效应，在光照情况下，当光??子能量大于钙钛矿材料的禁带宽度时，钙钛矿层受到光激发产生电子、空穴对。??由于钙钛矿层的导带能级高于ＴｉＣｈ层，导带中的电子就会注入到Ｔｉ〇２电子传??９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Fabrication of quantum-sized Cd S-coated Ti O2 nanotube array with efficient photoelectrochemical performance using modified successive ionic layer absorption and reaction（SILAR） method[J]. Na Lu,Yan Su,Jingyuan Li,Hongtao Yu,Xie Quan. Science Bulletin. 2015(14)
硕士论文
[1]光伏发电项目综合效益评价研究[D]. 江富平.湖北工业大学 2016
[2]低维窄带隙TiO2、ZnO复合材料的制备及其光催化性能研究[D]. 冯婷.辽宁大学 2016
[3]中国能源结构与碳排放强度的关系研究[D]. 彭旭.华北电力大学 2016
本文编号：3329916
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3329916.html
