基于CuS网格对电极的柔性染料敏化太阳能电池的制备及其性能研究
发布时间：2020-11-02 09:17
染料敏化太阳能电池(Dye-Sensitized Solar Cells,简称DSSCs)以其相对低的价格和高的效率以及简易制备工艺受到学术界、科技界和工业界的普遍关注。近年来,随着人们对DSSCs研究的不断深入,光阳极、对电极、电解质、催化剂以及敏化剂等组成部分所涉及的材料与制备工艺不断地涌现出来,为DSSCs的结构和形态的优化以及制作成本的降低带来了可能。刚性的“三明治”结构作为传统DSSCs常见的组成方式,通常由透明导电光学玻璃基底、纳米晶透明光阳极、I3-/I-电解质、金属铂对电极等组成。常用的透明导电光学玻璃耐高温、耐腐蚀、透光性能强,同时可以对电池起到保护与支撑作用,但是刚性易碎、不易弯曲使其在应用上受到限制。金属铂对电极具备很好的催化活性、导电性能和化学稳定性,但其储量有限同时价格昂贵,限制了其在产业化上面的应用。因此,研究无铂、廉价对电极并制备柔性染料敏化太阳能电池具有重要的意义。本文通过改变传统DSSCs的刚性基底(透明导电光学玻璃)和贵金属铂对电极,来制备一种柔性、背照式且成本相对低廉的DSSCs。电池以钛箔作为光阳极基底,CuS网作为对电极,并利用电化学工作站、太阳能电池测试系统、紫外可见分光光度计、扫描电子显微镜、拉曼光谱仪、X射线衍射仪以及透射电子显微镜对其进行测试和表征。同时,我们还比较了 40目、60目、80目和100目的CuS网作为对电极的DSSCs的性能,结果表明以60目的CuS网作为对电极制备的柔性染料敏化太阳能电池效果最好。目前,智能终端的普及正推动着柔性电子技术不停地往前发展,受锂电池技术的限制,柔性供电系统的问题也亟待解决。本工作的开展,对于制备柔性、非铂染料敏化太阳能电池提供了一种廉价的方法,也为未来柔性供电系统提供了一种解决的方案。
【学位单位】：厦门大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM914.4
【部分图文】：
开创了化学类“非结型”电池。经过一二十年的发展，染料敏化太阳能电池效率??已高达１２％－１３％［１°］。近年来，各种新型的太阳能电池不断涌现出来。同时，各种??创新技术和新材料共同推动着太阳能电池的转换效率不断得到提升。如图１－１??所示，基于聚光光伏系统的多结太阳能电池，仓［Ｊ造了光电转换效率４６％的世界纪??录［１１］。??Ｂｅｓｔ?Ｒｅｓｅａｒｃｈ－Ｃｅｌｌ?Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｉｅｓ?＊！｜ＮＲＥＬ??５２１??????：：一＝二：：??４?卜?ｓ?ｐ?一＾?習气―??？－ｓ?＾?Ｉ??３２?￣?〇?＆ｎｓ？？ｏｙｔ？：ａ？３＊？ＭＷ７?？－？，？?＞／＜＊?＞?？－?＇?＊１?￣?＾ＤＢＳ‘???一?ｓ??，２－?，?■，－：．?■ｔ＾＝＝＾ｒ－＇－ｕｒ：?＾￣〇－—?—￣￣－＜蹈：、??８－?ｆ??＾?■?綠線??〇?Ｉ?＞?０＊＊＊Ｔ１?ｉ?｝?ｉ?＞?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?？?＜?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?Ｉ?ｌ?ｌ?ｉ?｛?１?ｉ?？?ｉ?＞?１?ｔ?ｉ?ｉ?）?Ｉ?＜?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?＜?ｔ?？?ｉ?ｔ??１９７５?１９３０?１９８５?１９９０?１＆９５?２０００?２００５?２０１０?２０１５?２０２０??图１－１各类型太阳能电池最髙效率逐年增长趋势图??综合以上所述，太阳能电池的发展与其所应用的材料密切相关。按其发展时??间与产物大致可以分为四个阶代：??第一阶代是太阳能电池的起步发展阶段，通过不断地技术积累与实践应用，??发展出第一代太阳能电池
ＤＳＳＣｓ的研宂思路也得到了极大的拓展，从传统的对敏化剂、光阳极、电解液和??对电极的研究，到对电池结构和形态的研究。??１．３．２染料敏化太阳能电池的结构与工作原理??１．３．?２．?１染料敏化太阳能电池的结构??按照电解质的类型，染料敏化太阳能电池可以分为固态电池和液态电池，典??型的染料敏化太阳能电池为液态电池。以纳米晶Ｔｉ０２—１７１／—Ｐｔ型染料敏化太??阳能电池为例，如图１－２所示，整个电池呈现“三明治”结构，其主要由以下几??部分组成．？?１）衬底材料（目前常见为透明导电光学玻璃）；２）透明纳米晶半导??体薄膜；３）敏化染料；４）电解质，常见为氧化－还原电解质溶液（一般是１７１３＿）；??５）对电极，常见的是镀有一层铂的导电玻璃。??
担光阳极与对电极之间电荷转移与使激发态的染料再生的化太阳能电池的一个重要部分。其一般由可逆性好的氧化还加剂组成。按照存在状态的不同，电解质可分为液态电解固态电解质。??外电路传输后到达染料敏化太阳能电池的对电极。作为承与电解质氧化还原反应的重要一环，对电极通过收集从光时促进电解质氧化还原，加速电解质氧化还原电对与阴极而提高太阳能电池效率的作用。??敏化太阳能电池工作原理??
【参考文献】
本文编号：2866852
【学位单位】：厦门大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM914.4
【部分图文】：
开创了化学类“非结型”电池。经过一二十年的发展，染料敏化太阳能电池效率??已高达１２％－１３％［１°］。近年来，各种新型的太阳能电池不断涌现出来。同时，各种??创新技术和新材料共同推动着太阳能电池的转换效率不断得到提升。如图１－１??所示，基于聚光光伏系统的多结太阳能电池，仓［Ｊ造了光电转换效率４６％的世界纪??录［１１］。??Ｂｅｓｔ?Ｒｅｓｅａｒｃｈ－Ｃｅｌｌ?Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｉｅｓ?＊！｜ＮＲＥＬ??５２１??????：：一＝二：：??４?卜?ｓ?ｐ?一＾?習气―??？－ｓ?＾?Ｉ??３２?￣?〇?＆ｎｓ？？ｏｙｔ？：ａ？３＊？ＭＷ７?？－？，？?＞／＜＊?＞?？－?＇?＊１?￣?＾ＤＢＳ‘???一?ｓ??，２－?，?■，－：．?■ｔ＾＝＝＾ｒ－＇－ｕｒ：?＾￣〇－—?—￣￣－＜蹈：、??８－?ｆ??＾?■?綠線??〇?Ｉ?＞?０＊＊＊Ｔ１?ｉ?｝?ｉ?＞?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?？?＜?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?Ｉ?ｌ?ｌ?ｉ?｛?１?ｉ?？?ｉ?＞?１?ｔ?ｉ?ｉ?）?Ｉ?＜?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?＜?ｔ?？?ｉ?ｔ??１９７５?１９３０?１９８５?１９９０?１＆９５?２０００?２００５?２０１０?２０１５?２０２０??图１－１各类型太阳能电池最髙效率逐年增长趋势图??综合以上所述，太阳能电池的发展与其所应用的材料密切相关。按其发展时??间与产物大致可以分为四个阶代：??第一阶代是太阳能电池的起步发展阶段，通过不断地技术积累与实践应用，??发展出第一代太阳能电池
ＤＳＳＣｓ的研宂思路也得到了极大的拓展，从传统的对敏化剂、光阳极、电解液和??对电极的研究，到对电池结构和形态的研究。??１．３．２染料敏化太阳能电池的结构与工作原理??１．３．?２．?１染料敏化太阳能电池的结构??按照电解质的类型，染料敏化太阳能电池可以分为固态电池和液态电池，典??型的染料敏化太阳能电池为液态电池。以纳米晶Ｔｉ０２—１７１／—Ｐｔ型染料敏化太??阳能电池为例，如图１－２所示，整个电池呈现“三明治”结构，其主要由以下几??部分组成．？?１）衬底材料（目前常见为透明导电光学玻璃）；２）透明纳米晶半导??体薄膜；３）敏化染料；４）电解质，常见为氧化－还原电解质溶液（一般是１７１３＿）；??５）对电极，常见的是镀有一层铂的导电玻璃。??
担光阳极与对电极之间电荷转移与使激发态的染料再生的化太阳能电池的一个重要部分。其一般由可逆性好的氧化还加剂组成。按照存在状态的不同，电解质可分为液态电解固态电解质。??外电路传输后到达染料敏化太阳能电池的对电极。作为承与电解质氧化还原反应的重要一环，对电极通过收集从光时促进电解质氧化还原，加速电解质氧化还原电对与阴极而提高太阳能电池效率的作用。??敏化太阳能电池工作原理??
【参考文献】
相关期刊论文 前1条
1 李成玉,林原,李学萍,王正平,马玉涛,周晓文,冯树京,肖绪瑞;热液法低温制备纳晶TiO_2多孔薄膜电极[J];科学通报;2005年06期
本文编号：2866852
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/2866852.html
教材专著
