染料敏化太阳能电池的稳定性研究

发布时间：2017-10-19 22:10

  本文关键词：染料敏化太阳能电池的稳定性研究

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【摘要】：染料敏化太阳能电池作为一种成本低，制造工艺简单的新能源技术近年来被广泛研究开发。光阳极材料主要是锐钛矿TiO_2纳米晶或纳米管结构的薄膜。纳米管由于管壁光滑和阵列规则从而比纳米晶在电子传输方面更有优势。本文研究了用阳极氧化制备TiO_2纳米管的方法以及TiO_2纳米管的特性。 随着对染料敏化太阳能电池的研究日趋成熟，以及染料敏化太阳能电池尝试应用到生产生活中，对染料敏化太阳能电池的稳定性的研究是必需的。本文从以下几个方面研究了基于TiO_2纳米管的染料敏化太阳能电池的稳定性：首先，考虑到染料作为吸收光的物质，是电池正常工作不可缺少的一部分，因此研究了染料脱吸附的过程，本文提出了一种计算染料脱吸附率的方法，由此得到9μm长TiO_2纳米管经过在黑暗条件下浸泡在电解质中76天后脱吸附率约为36%，电池效率降低约53%；其次，染料敏化太阳能电池的的失效很大程度上是由于封装问题引起电解质泄露，因此，本文分别研究了两种封装材料，，即光刻胶和沙林膜封装电池的牢固性；最后，通过电化学阻抗谱的方法研究了电池在光照和黑暗条件下的稳定性，并且分析了高温对电池稳定性的影响。本文的研究结果不仅为电池稳定性研究提供了数据，也为研究如何改善电池的性能提供了有价值的参考。
【关键词】：染料敏化太阳能电池 染料脱吸附 封装技术 电化学阻抗谱
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-13
• 第一章 绪论13-28
• 1.1 引言13-14
• 1.2 染料敏化太阳能电池简介14-22
• 1.2.1 染料敏化太阳能电池的工作原理14-16
• 1.2.2 染料敏化太阳能电池的结构和特点16-19
• 1.2.2.1 导电基底16-17
• 1.2.2.2 电解质17-19
• 1.2.2.3 对电极19
• 1.2.3 染料敏化太阳能电池的性能表征19-22
• 1.3 染料敏化太阳能电池研究进展22-26
• 1.3.1 溶胶 凝胶法制备TiO_2纳米晶薄膜及其在染料敏化太阳能电池中的应用23-25
• 1.3.2 TiO_2纳米管的制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用25-26
• 1.4 论文选题背景及研究内容26-28
• 第二章 阳极氧化方法制备TiO_2纳米管及其表征28-44
• 2.1 实验原料及设备28-29
• 2.2 TiO_2纳米管的制备与表征29-43
• 2.2.1 阳极氧化法制备TiO_2纳米管的机理29
• 2.2.2 玻璃基底上制备透明TiO_2纳米管薄膜29-34
• 2.2.3 在钛箔基底上制备TiO_2纳米管薄膜34-38
• 2.2.4 TiO_2纳米管的SEM表征38-39
• 2.2.5 用XRD研究TiO_2纳米管的晶型转变39-43
• 2.3 本章小结43-44
• 第三章 染料敏化太阳能电池的封装及染料脱吸附研究44-57
• 3.1 实验原料及设备44-45
• 3.2 染料敏化太阳能电池的封装及其稳定性45-50
• 3.2.1 染料敏化太阳能电池封装技术概述45-46
• 3.2.2 光刻胶封装电池方法46-47
• 3.2.3 用沙林膜封装电池的方法47-48
• 3.2.4 电池的测量和封装方法对比48-50
• 3.3 染料脱吸附的测量方法50-55
• 3.3.1 染料概述50-51
• 3.3.2 染料D102和N71951-52
• 3.3.3 N719染料的脱吸附率测量方法52-53
• 3.3.4 标准曲线的绘制53-54
• 3.3.5 染料脱吸附率的测量54-55
• 3.4 本章小结55-57
• 第四章 电化学阻抗谱研究DSSC稳定性57-66
• 4.1 实验原料及设备57-58
• 4.2 DSSC电池稳定性研究58-59
• 4.3 电化学阻抗谱的基本原理59-60
• 4.4 电化学阻抗谱研究DSSC的稳定性60-65
• 4.4.1 不同光照条件下TiO_2纳米管中的电子寿命62-64
• 4.4.2 电化学阻抗谱分析染料脱吸附64-65
• 4.5 本章小结65-66
• 第五章 结束语66-69
• 5.1 主要工作及创新点66-67
• 5.2 后续工作67-69
• 参考文献69-76
• 致谢76-77
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

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中国博士学位论文全文数据库 前1条

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中国硕士学位论文全文数据库 前1条

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本文编号：1063607