当前位置:主页 > 科技论文 > 电气论文 >

染料敏化太阳电池双层光阳极膜的制备及性能研究

发布时间:2018-01-16 10:02

  本文关键词:染料敏化太阳电池双层光阳极膜的制备及性能研究 出处:《浙江理工大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


  更多相关文章: 染料敏化太阳电池 静电喷涂 TiO_2 双层 光阳极膜


【摘要】:近年来,由于染料敏化太阳电池(dye-sensitized solar cells,DSSCs)的制备过程相对简单、理论效率较高而得到了较快的发展,但是光阳极膜的染料吸附量、光电子传输和光散射性能却一直影响着DSSCs的进一步发展。本论文通过制备不同形貌的Ti O2来提高光散射性能和光电子传输进而改善DSSCs的光电性能,具体内容如下:用水热法制备了TiO_2中空球,通过FESEM、TEM、XRD和漫反射光谱等对所得材料的形貌、结构和漫反射性能等进行了表征,结果显示该中空球是由小尺寸TiO_2多面体组成,并且呈现出较好的光散射性能。通过静电喷的方法制备出了由中空球组成的单层和由P25-中空球组成的双层光阳极膜。组成DSSCs后,其I-V曲线测试结果显示,单层光阳极膜对应的光电转换效率为2.13%,而双层结构的光电转换效率达到了2.96%提高了约28.0%。这主要是由于双层结构中P25具有较大的比表面积用于吸附染料,而中空球具有较好的光散射性能可以提高光的利用效率,同时中空球紧密结构具有较快的电子传输速率。用水热法制备出了由TiO_2纳米片组成的微球(片球)可以通过HF溶液获得,而TiO_2纳米棒(NR)可以通过静电纺丝和超声的方法获得。对所得的片球用FESEM、TEM和XRD等进行表征,结果显示,该材料的均一性较好,由TiO_2纳米片有序堆积而成。用静电喷的方法分别制备出单层结构片球、双层结构P25-片球和P25/NR-片球的不同光阳极膜。组装DSSCs,I-V测试的结果显示,单层结构做光阳极膜时的电池对应的短路电流和开路电压分别为11.43 mA/cm2和770 mV,其对应的光电转化效率为4.14%。而由P25-片球和P25/NR-片球做光阳极膜时对应的光电转换效率分别为5.36%和5.99%,光电效率的提高主要是由于P25的引入可以提高染料的吸附量,而NR的引入可以作为电子传输的直接通道,减少电荷重组,同时TiO_2片球有着较好的光散射性能。用溶剂热法和两种不同的钛源制备出了直径均约为1500 nm但表面形貌不同的TiO_2微球(TMS),并研究了两种形貌不同的TMS对DSSCs中光的吸收和光电性能的影响。UV-vis漫反射光谱和N719染料吸收光谱的结果表明,这两种TMS具有光散射性能和染料吸附的双重功能,这是DSSCs光阳极膜中非常重要的条件。SEM和I-V测试结果显示,钛酸异丙酯作钛源时得到的TMS具有粗糙表面(TMSR),该材料作为作为光阳极膜时对应的光电转换效率为5.54%;而当钛酸丁酯作为钛源时得到的TMS表面较光滑(TMSS),其应用于DSSCs时对应的光电转换效率为4.10%,主要是由于与TMSS相比,TMSR具有较大的比表面积和更好的光散射性能,但是TMSR的光电转换效率依然低于P25(5.75%)。为了进一步提高DSSCs的光电性能,通过静电喷的方法制备出了由P25作为有效层和TMS作为散射层的双层结构(P25-TMS),与其对应的单层结构相比,光电性能都有了一定的提高。P25-TMSR呈现出最高的光电转换效率7.62%,这主要是由于该结构具有较大的比表面积、较好的光散射性能和较快的电子传输。
[Abstract]:In recent years , the preparation process of the dye - sensitized solar cells ( DSSCs ) is relatively simple and the theoretical efficiency is high . The results show that the photoelectric conversion efficiency of the single - layer photoanode film is 2 . 13 % , and the photoelectric conversion efficiency of the double - layer structure is 2 . 96 % . The photoelectric conversion efficiency is 4.10 % when it is applied to DSSCs , mainly because of the larger specific surface area and better light scattering property than TMSS . In order to improve the photoelectric properties of DSSCs , the photoelectric conversion efficiency is improved . In order to further improve the photoelectric properties of DSSCs , the photoelectric properties are improved by electrostatic spraying . The highest photoelectric conversion efficiency is 7.62 % , which is mainly due to the large specific surface area , better light scattering property and faster electron transport .

【学位授予单位】:浙江理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TB383.2;TM914.4

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 薛玫;张改清;高淑娟;崔晓瑞;;染料敏化太阳能电池光阳极的研究进展[J];广州化工;2014年02期

2 洪祖培;刘蕙菁;;Au/TiO_2,Ru/TiO_2,Pt/TiO_2光阳极的电流-电压特性及制备[J];化学通报;1982年01期

3 高颖;张业茂;谭正;;表面沉积钯层的n型硅光阳极特性的研究[J];化学工程师;1991年04期

4 胡志强;刘显卿;黄德锋;高宏;;NiCr_2O_4/TiO_2薄膜光阳极的制备及性能研究[J];功能材料;2011年S5期

5 丁辉;王鸣;杜兆富;赵栋梁;;二氧化钛纳米管阵列光阳极的几何参数对染料敏化太阳能电池性能的影响[J];金属功能材料;2014年02期

6 赵义平;陶汝华;董伟伟;邵景珍;邓赞红;方晓东;;二氧化钛有序纳米阵列染料敏化太阳能电池光阳极的研究进展[J];材料导报;2012年23期

7 陈尧;池波;刘军;蒲健;李箭;;浸渍提拉法修饰阳极对DSSC性能的影响[J];功能材料;2008年07期

8 ;上海硅酸盐所在染料敏化太阳能电池基础研究中取得新进展[J];功能材料信息;2012年06期

9 田研;蒲健;池波;陈尧;李箭;;分散介质对多孔TiO_2光阳极性能的影响[J];功能材料;2008年03期

10 郇正伟,庄启星,蔡启瑞;乙烯光电催化氧化的研究—金属/n-GaP光阳极[J];感光科学与光化学;1984年03期

相关会议论文 前10条

1 林昌健;郑大江;叶美丹;吕妙强;郭文熹;;一维多级纳米结构TiO2光阳极染料敏化太阳能电池[A];中国化学会第28届学术年会第10分会场摘要集[C];2012年

2 李亚峰;魏明灯;;金属有机框架在染料敏化太阳能电池界面调控中的应用[A];中国化学会第28届学术年会第11分会场摘要集[C];2012年

3 金嘉莹;汪洋;翟锦;;染料敏化太阳能电池光阳极的制备及性能研究[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第11分会:基础化学教育[C];2014年

4 王弋;付立民;张建平;艾希成;;染料敏化太阳能电池缺陷态分布及电荷抽取动力学研究[A];第十三届全国光化学学术讨论会论文集[C];2013年

5 李健生;桑晓静;陈维林;苏忠民;王恩波;;多酸型光敏剂在染料敏化太阳能电池中的应用[A];中国化学会第五届全国多酸化学学术研讨会论文摘要集[C];2013年

6 袁帅;黄辉;王竹仪;赵尹;施利毅;蔡传兵;李东栋;;三维导电网格的构造及其对染料敏化太阳能电池性能的影响[A];第十三届全国太阳能光化学与光催化学术会议学术论文集[C];2012年

7 庞爱英;李亚峰;孙逊;魏明灯;;ZnO光阳极表面酸性腐蚀的抑制及其对光电性能的影响[A];第十三届全国光化学学术讨论会论文集[C];2013年

8 罗文俊;邹志刚;;通过消除表面复合中心获得高效Ta_3N_5太阳能分解水光阳极[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第21分会:光化学[C];2014年

9 吴颉;张修华;王世敏;刘显杰;吴立方;刘勇;;NPC光阳极的极化及其电池性质研究[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集(下册)[C];2006年

10 李亚峰;魏明灯;;金属有机框架材料用于染料敏化太阳能电池的界面修饰[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第25分会:有机光伏[C];2014年

相关博士学位论文 前10条

1 郭恩言;基于TiO_2光阳极染料敏化太阳能电池的制备与性能研究[D];山东大学;2015年

2 刘英博;基于多孔TiO_2光阳极的量子点敏化太阳能电池[D];天津大学;2015年

3 张林林;钌催化剂结构对DS-PEC中光阳极水氧化性能的影响[D];大连理工大学;2016年

4 俞佳;氟/稀土上转换材料TiO_2复合光阳极的制备与光电性能研究[D];哈尔滨工业大学;2016年

5 赵晓冲;聚合物基柔性染料敏化太阳能电池光阳极的性能优化[D];清华大学;2013年

6 楚亮;染料敏化太阳能电池光阳极的研究[D];华中科技大学;2014年

7 王丹;半导体氧化物光阳极的表面/界面修饰及水分解性能研究[D];东北师范大学;2014年

8 向鹏;染料敏化太阳能电池光阳极研究[D];华中科技大学;2012年

9 黄妞;光阳极修饰和二氧化钛形貌调制在染料敏化太阳能电池中的应用[D];武汉大学;2013年

10 李鑫;染料敏化太阳能电池光阳极的低温制备及其表面改性研究[D];清华大学;2009年

相关硕士学位论文 前10条

1 程玉青;柔性染料敏化太阳能电池光阳极的制备[D];武汉理工大学;2014年

2 王文武;配位聚合物({Zn[4-Fluorobenzonitetrazole)]_2}_n)和ZnO在DSSC中的探究及应用[D];华中师范大学;2015年

3 孙兆宗;染料敏化太阳能电池TiO_2光阳极材料制备与特性研究[D];山东大学;2015年

4 赵刘英;量子点敏化TiO_2基底光阳极太阳能电池的制备及光电性能研究[D];云南师范大学;2015年

5 胡博;四氧化三钴修饰光阳极构建光分解水器件[D];哈尔滨工业大学;2015年

6 夏雪;Cu和Ag掺杂TiO_2染敏电池制备及光谱电化学性能研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

7 周璐;包覆Al_2O_3的FTO@TiO_2光阳极材料在染料敏化太阳电池中的应用研究[D];陕西师范大学;2015年

8 宋昌斌;碳材料在染料敏化太阳能电池光阳极中的应用研究[D];中国矿业大学;2015年

9 何宛虹;光阳极复合结构设计及其光电催化水氧化性能与机制研究[D];北京化工大学;2015年

10 杨奎;量子点敏化电池光阳极的自敏化及其光电性能研究[D];电子科技大学;2014年



本文编号:1432607

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/1432607.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户667b2***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com