基于硫化物及其复合物对电极材料的新型薄膜太阳能电池研究
发布时间：2023-05-06 04:09
随着人类对能源需求的增加和环境污染的加剧,环境友好的可再生能源占据着越来越重要的地位。作为第三代太阳能电池的染料敏化太阳能电池(DSSCs),因其制备成本低廉,制造工序简单,理论转换效率高,可制成柔性和颜色可调的器件,可与建筑物结合等优势,受到了广泛的关注和研究。DSSCs通常由染料敏化的纳米晶TiO2薄膜,包含氧化还原电对的电解质和对电极(CE)组成,对电极负责接收外电路中的电子并将其传输给氧化还原电对,促使氧化还原电对的还原。传统的对电极材料通常由金属铂(Pt)制作,但是Pt价格昂贵且资源稀缺,并且容易被电解液腐蚀,影响DSSCs的大规模推广和电池本身的稳定性。所以,需要开发性能优良,成本低廉的对电极材料来替代Pt。硫化物属于直接带隙半导体,具有优异的光电性能,已经被广泛地应用到催化领域中。但是硫化物导电性能较差,限制了它的应用效果。在本文的工作中,将催化性能优良的硫化物分别与导电性能优异的碳纳米纤维(CNFs)和泡沫镍(Ni)相结合,应用到DSSCs的对电极中,进一步探究DSSCs的光伏性能。具体研究内容如下:(1)通过简单的静电纺丝技术和水热法合成了Bi<...
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 染料敏化太阳能电池介绍
1.2.1 染料敏化太阳能电池的发展概况
1.2.2 染料敏化太阳能电池的结构和工作原理
1.2.3 染料敏化太阳能电池的光伏参数
1.3 染料敏化太阳能电池对电极的研究进展
1.3.1 金属材料对电极
1.3.2 碳材料对电极
1.3.3 过渡金属化合物对电极
1.3.4 复合材料对电极
1.4 本论文的选题依据及研究内容
第二章 碳纳米纤维负载Bi2S3 复合材料的合成及其在染料敏化太阳能电池中的应用
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验材料及仪器
2.2.2 碳纳米纤维的制备
2.2.3 Bi2S3/CNFs复合材料的制备
2.2.4 对电极的制备
2.2.5 光阳极的制备
2.2.6 电解液的制备
2.2.7 染料敏化太阳能电池的组装
2.2.8 材料的表征与电化学测试
2.3 Bi2S3/CNFs复合材料的表征
2.3.1 Bi2S3/CNFs复合材料的形貌和元素组成表征
2.3.2 Bi2S3/CNFs复合材料的XRD和 XPS表征
2.3.3 Bi2S3/CNFs复合材料的比表面积分析
2.4 Bi2S3/CNFs复合材料的光电性能研究
2.4.1 Bi2S3/CNFs复合材料对电极的循环伏安曲线分析
2.4.2 Bi2S3/CNFs复合材料对电极的电化学阻抗谱分析
2.4.3 Bi2S3/CNFs复合材料对电极组装的DSSCs的电流密度-电压曲线分析.
2.4.4 Bi2S3/CNFs复合材料对电极的塔菲尔极化曲线分析
2.4.5 不同膜厚Bi2S3/CNFs-2 对电极组装的DSSCs的电流密度-电压曲线分析
2.5 本章小结
第三章 碳纳米纤维负载MoS2和NiS/Ni3S2 复合材料的合成及其在染料敏化太阳能电池中的应用
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验材料及仪器
3.2.2 NMS/CNFs复合材料的制备
3.2.3 NMS/CNFs复合材料对电极的制备以及电池的组装
3.2.4 材料的表征与电化学测试
3.3 NMS/CNFs复合材料的表征
3.3.1 NMS/CNFs复合材料的形貌表征
3.3.2 NMS/CNFs复合材料的XRD和 EDS表征
3.3.3 NMS/CNFs复合材料的XPS表征
3.3.4 NMS/CNFs复合材料的比表面积分析
3.4 NMS/CNFs复合材料的光电性能研究
3.4.1 NMS/CNFs复合材料对电极的循环伏安曲线分析
3.4.2 NMS/CNFs复合材料对电极的电化学阻抗谱分析
3.4.3 NMS/CNFs复合材料对电极组装的DSSCs的电流密度-电压曲线分析.
3.4.4 NMS/CNFs复合材料对电极的塔菲尔极化曲线分析
3.5 本章小结
第四章 原位生长在泡沫Ni上的NiCo2S4 纳米管阵列在染料敏化太阳能电池中的应用
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验材料及仪器
4.2.2 NiCo2S4 纳米管的制备
4.2.3 NiCo2S4 对电极的制备以及电池的组装
4.2.4 材料的表征与电化学测试
4.3 NiCo2S4 材料的表征
4.3.1 NiCo2S4 材料的形貌表征
4.3.2 NiCo2S4 材料的XRD和 EDS表征
4.3.3 NiCo2S4 材料的XPS表征
4.4 NiCo2S4 材料的光电性能研究
4.4.1 NiCo2S4 材料对电极的循环伏安曲线分析
4.4.2 NiCo2S4 材料对电极的电化学阻抗谱分析
4.4.3 NiCo2S4 材料对电极组装的DSSCs的电流密度-电压曲线分析
4.4.4 NiCo2S4 材料对电极的塔菲尔极化曲线分析
4.5 本章小结
第五章 结论和展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表的学术论文
本文编号：3808999
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
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摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 染料敏化太阳能电池介绍
1.2.1 染料敏化太阳能电池的发展概况
1.2.2 染料敏化太阳能电池的结构和工作原理
1.2.3 染料敏化太阳能电池的光伏参数
1.3 染料敏化太阳能电池对电极的研究进展
1.3.1 金属材料对电极
1.3.2 碳材料对电极
1.3.3 过渡金属化合物对电极
1.3.4 复合材料对电极
1.4 本论文的选题依据及研究内容
第二章 碳纳米纤维负载Bi2S3 复合材料的合成及其在染料敏化太阳能电池中的应用
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验材料及仪器
2.2.2 碳纳米纤维的制备
2.2.3 Bi2S3/CNFs复合材料的制备
2.2.4 对电极的制备
2.2.5 光阳极的制备
2.2.6 电解液的制备
2.2.7 染料敏化太阳能电池的组装
2.2.8 材料的表征与电化学测试
2.3 Bi2S3/CNFs复合材料的表征
2.3.1 Bi2S3/CNFs复合材料的形貌和元素组成表征
2.3.2 Bi2S3/CNFs复合材料的XRD和 XPS表征
2.3.3 Bi2S3/CNFs复合材料的比表面积分析
2.4 Bi2S3/CNFs复合材料的光电性能研究
2.4.1 Bi2S3/CNFs复合材料对电极的循环伏安曲线分析
2.4.2 Bi2S3/CNFs复合材料对电极的电化学阻抗谱分析
2.4.3 Bi2S3/CNFs复合材料对电极组装的DSSCs的电流密度-电压曲线分析.
2.4.4 Bi2S3/CNFs复合材料对电极的塔菲尔极化曲线分析
2.4.5 不同膜厚Bi2S3/CNFs-2 对电极组装的DSSCs的电流密度-电压曲线分析
2.5 本章小结
第三章 碳纳米纤维负载MoS2和NiS/Ni3S2 复合材料的合成及其在染料敏化太阳能电池中的应用
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验材料及仪器
3.2.2 NMS/CNFs复合材料的制备
3.2.3 NMS/CNFs复合材料对电极的制备以及电池的组装
3.2.4 材料的表征与电化学测试
3.3 NMS/CNFs复合材料的表征
3.3.1 NMS/CNFs复合材料的形貌表征
3.3.2 NMS/CNFs复合材料的XRD和 EDS表征
3.3.3 NMS/CNFs复合材料的XPS表征
3.3.4 NMS/CNFs复合材料的比表面积分析
3.4 NMS/CNFs复合材料的光电性能研究
3.4.1 NMS/CNFs复合材料对电极的循环伏安曲线分析
3.4.2 NMS/CNFs复合材料对电极的电化学阻抗谱分析
3.4.3 NMS/CNFs复合材料对电极组装的DSSCs的电流密度-电压曲线分析.
3.4.4 NMS/CNFs复合材料对电极的塔菲尔极化曲线分析
3.5 本章小结
第四章 原位生长在泡沫Ni上的NiCo2S4 纳米管阵列在染料敏化太阳能电池中的应用
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验材料及仪器
4.2.2 NiCo2S4 纳米管的制备
4.2.3 NiCo2S4 对电极的制备以及电池的组装
4.2.4 材料的表征与电化学测试
4.3 NiCo2S4 材料的表征
4.3.1 NiCo2S4 材料的形貌表征
4.3.2 NiCo2S4 材料的XRD和 EDS表征
4.3.3 NiCo2S4 材料的XPS表征
4.4 NiCo2S4 材料的光电性能研究
4.4.1 NiCo2S4 材料对电极的循环伏安曲线分析
4.4.2 NiCo2S4 材料对电极的电化学阻抗谱分析
4.4.3 NiCo2S4 材料对电极组装的DSSCs的电流密度-电压曲线分析
4.4.4 NiCo2S4 材料对电极的塔菲尔极化曲线分析
4.5 本章小结
第五章 结论和展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表的学术论文
本文编号：3808999
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