基于新型对电极和光阳极的染料敏化太阳能电池光伏性能研究

发布时间：2021-01-14 04:39

　　Michael Gr?tzel和Brian O’Regan于1991年首次提出染料敏化太阳能电池（DSSCs）。鉴于DSSCs具有制备工艺简单,成本低,环境友好,性价比高,可柔性集成等优势,引起全世界政府和科学家的高度重视,成为非常有前途的第三代光伏电池。回顾20余年的发展历程,DSSCs的每一次技术和性能上的突破都是建立在材料与结构的优化和创新基础上。通过科学家们的不懈努力,DSSCs的能量转换效率（PCE）已从最初的⁷%提升到13%,具有广阔的商业前景。典型的DSSCs结构包括光阳极、敏化剂、电解质和对电极等。本文将在前人研究基础上开展高性能DSSCs对电极和光阳极的研究工作。对电极的主要任务是收集外电路的电子并催化电解质（如I3-/I-）的还原反应;介孔光阳极主要作为吸附染料的载体和光生电子传输到外电路的重要通道。本文一方面探索新型对电极材料,通过优化设计对电极材料的组成和结构,进一步提升电化学催化活性;另一方面优化设计光阳极结构,改善光生电荷传输并抑制电荷复合,进而提高电荷收集效率。通过循环伏安（C-V）,电化学阻抗谱（EIS）,塔菲尔极化,强度调制光电流... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：112 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 太阳能电池概述
        1.1.1 太阳光谱
        1.1.2 太阳能电池器件物理
        1.1.3 太阳能电池分类
        1.1.4 太阳能电池伏安特性
        1.1.5 能量转换效率
    1.2 染料敏化太阳能电池
        1.2.1 基本结构
        1.2.2 工作原理
        1.2.3 染料敏化光阳极的制备与电池组装
        1.2.4 表征方法及性能评价
    1.3 染料敏化太阳能电池关键材料的国内外研究进展
        1.3.1 光阳极
        1.3.2 敏化剂
        1.3.3 电解质
        1.3.4 对电极
    1.4 全文的主要工作与创新
    1.5 本论文的结构安排
第二章 碳纳米管气凝胶对电极的制备与光伏性能研究
    2.1 引言
    2.2 碳纳米管气凝胶的制备与表征
        2.2.1 制备
        2.2.2 形貌及结构表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 对电极催化性能分析
        2.3.2 完整电池光伏性能测试与分析
        2.3.3 成本分析
    2.4 本章小结
第三章 碳纳米管气凝胶/Pt复合对电极的制备与光伏性能研究
    3.1 引言
    3.2 碳纳米管气凝胶/Pt复合材料的制备与表征
        3.2.1 制备
        3.2.2 形貌及结构表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 对电极催化性能分析
        3.3.2 完整电池光伏性能测试与分析
    3.4 本章小结
第四章 碳纳米管气凝胶/CoS2复合对电极制备与光伏性能研究
    4.1 引言
    4.2 碳纳米管气凝胶/CoS2复合材料的制备与表征
        4.2.1 制备
        4.2.2 形貌及结构表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 对电极催化性能分析
        4.3.2 完整电池光伏性能测试与分析
    4.4 本章小结
第五章 导电钙钛矿钌酸锶薄膜对电极的影响机制研究
    5.1 引言
    5.2 钌酸锶薄膜的制备与表征
        5.2.1 制备
        5.2.2 形貌及结构表征
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 内应力对对电极催化活性的影响分析
        5.3.2 完整电池光伏性能测试与分析
    5.4 本章小结
第六章 基于ITO夹层光阳极的电荷输运机制研究
    6.1 引言
    6.2 光阳极的制备与表征
        6.2.1 制备
        6.2.2 形貌及结构表征
    6.3 结果与讨论
        6.3.1 光阳极的电荷输运特性研究
        6.3.2 完整电池光伏性能测试与分析
    6.4 本章小结
第七章 全文总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果



本文编号：2976230