染料敏化太阳能电池高效光散射层材料的制备与性能研究
发布时间：2021-05-10 10:37
染料敏化太阳能电池（Dye-sensitized solar cells,DSSCs）因其较低的成本以及相对较高的光电转换效率,被认为是传统硅基太阳能电池的潜在替代者。TiO2光阳极作为DSSC关键部件之一,对太阳能电池器件的光电转换效率有着重要的影响。传统P25 TiO2纳米晶光阳极因为其颗粒尺寸较小,对入射光反射能力较差,限制了DSSC光电转换效率的进一步提升。本文通过引入较大尺寸的光散射材料,提高光阳极的光散射能力,从而提高DSSC器件的光电转换效率。本论文采用水热法合成了TiO2微球。通过调节水热实验的实验参数,合成了不同尺寸的TiO2微球,采用SEM、TEM和XRD等分析手段对合成的材料进行形貌和结构表征,并将其作为双层结构光阳极的散射层材料,组装成DSSC器件进行光电性能测试和电化学阻抗（EIS）测试。研究结果表明,当实验条件控制为水热温度180℃、水热时间12h、聚乙烯吡咯烷酮（K30）的用量为2g、饱和氯化钾的体积为15mL时,所制得TiO2微球直径为...
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 前言
1.2 染料敏化太阳能电池
1.2.1 染料敏化太阳能电池的结构与工作原理
1.2.2 染料敏化太阳能电池的产业化现状
1.3 DSSC光阳极
1.3.1 TiO_2光阳极材料
1.3.2 ZnO光阳极材料
1.3.3 其他光阳极材料
1.4 TiO_2光阳极光散射层材料
1.4.1 一维(1D)光散射层材料
1.4.2 二维(2D)光散射层材料
1.4.3 三维(3D)光散射层材料
1.5 本论文研究内容及意义
第2章 实验试剂、仪器及测试方法
2.1 实验试剂与仪器
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 DSSC的制备及组装
2.2.1 FTO导电玻璃的清洗
2.2.2 TiO_2浆料的制备
2.2.3 光阳极的制备及DSSC的组装
2.2.4 染料溶液的制备
2.2.5 电解液的配制
2.3 材料物理测试方法
2.3.1 X射线衍射(XRD)
2.3.2 拉曼光谱(Raman)
2.3.3 扫描电子显微镜(SEM)
2.3.4 透射电子显微镜(TEM)
2.3.5 N_2等温吸脱附测试
2.3.6 紫外-可见光光谱测试(UV-Vis)
2.4 材料光电化学测试方法
2.4.1 J-V曲线测试
2.4.2 IPCE单色光转化效率测试
2.4.3 电化学交流阻抗测试(EIS)
第3章 TiO_2微球的制备及光电性能表征
3.1 引言
3.2 TiO_2微球制备
3.3 正交实验设计及结果分析
3.3.1 正交实验方案设计
3.3.2 正交实验结果分析
3.3.3 正交实验样品扫描电子显微镜(SEM)分析
3.4 最佳制备工艺条件下TiO_2微球材料的表征
3.4.1 X射线衍射(XRD)分析
3.4.2 N_2等温吸脱附实验分析
3.4.3 扫描电子显微镜(SEM)与透射电子显微镜(TEM)分析
3.4.4 紫外可见光(UV-vis)测试
3.4.5 J-V曲线测试
3.4.6 IPCE单色光转化效率测试
3.4.7 电化学交流阻抗测试(EIS)
3.5 本章小结
第4章 圆饼状TiO_2材料的制备及光电性能表征
4.1 引言
4.2 圆饼状TiO_2材料的制备
4.3 圆饼状TiO_2材料正交实验设计及结果分析
4.3.1 正交实验方案设计
4.3.2 正交实验结果分析
4.3.3 正交实验样品扫描电子显微镜(SEM)分析
4.4 最佳制备工艺条件下圆饼状TiO_2材料的表征
4.4.1 X射线衍射(XRD)分析
4.4.2 拉曼光谱(Raman)分析
4.4.3 N_2等温吸脱附实验分析
4.4.4 扫描电子显微镜(SEM)与透射电子显微镜(TEM)分析
4.4.5 紫外可见光(UV-vis)测试
4.4.6 DSSC光电性能测试
4.5 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 主要结论
5.2 工作展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
本文编号：3179219
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 前言
1.2 染料敏化太阳能电池
1.2.1 染料敏化太阳能电池的结构与工作原理
1.2.2 染料敏化太阳能电池的产业化现状
1.3 DSSC光阳极
1.3.1 TiO_2光阳极材料
1.3.2 ZnO光阳极材料
1.3.3 其他光阳极材料
1.4 TiO_2光阳极光散射层材料
1.4.1 一维(1D)光散射层材料
1.4.2 二维(2D)光散射层材料
1.4.3 三维(3D)光散射层材料
1.5 本论文研究内容及意义
第2章 实验试剂、仪器及测试方法
2.1 实验试剂与仪器
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 DSSC的制备及组装
2.2.1 FTO导电玻璃的清洗
2.2.2 TiO_2浆料的制备
2.2.3 光阳极的制备及DSSC的组装
2.2.4 染料溶液的制备
2.2.5 电解液的配制
2.3 材料物理测试方法
2.3.1 X射线衍射(XRD)
2.3.2 拉曼光谱(Raman)
2.3.3 扫描电子显微镜(SEM)
2.3.4 透射电子显微镜(TEM)
2.3.5 N_2等温吸脱附测试
2.3.6 紫外-可见光光谱测试(UV-Vis)
2.4 材料光电化学测试方法
2.4.1 J-V曲线测试
2.4.2 IPCE单色光转化效率测试
2.4.3 电化学交流阻抗测试(EIS)
第3章 TiO_2微球的制备及光电性能表征
3.1 引言
3.2 TiO_2微球制备
3.3 正交实验设计及结果分析
3.3.1 正交实验方案设计
3.3.2 正交实验结果分析
3.3.3 正交实验样品扫描电子显微镜(SEM)分析
3.4 最佳制备工艺条件下TiO_2微球材料的表征
3.4.1 X射线衍射(XRD)分析
3.4.2 N_2等温吸脱附实验分析
3.4.3 扫描电子显微镜(SEM)与透射电子显微镜(TEM)分析
3.4.4 紫外可见光(UV-vis)测试
3.4.5 J-V曲线测试
3.4.6 IPCE单色光转化效率测试
3.4.7 电化学交流阻抗测试(EIS)
3.5 本章小结
第4章 圆饼状TiO_2材料的制备及光电性能表征
4.1 引言
4.2 圆饼状TiO_2材料的制备
4.3 圆饼状TiO_2材料正交实验设计及结果分析
4.3.1 正交实验方案设计
4.3.2 正交实验结果分析
4.3.3 正交实验样品扫描电子显微镜(SEM)分析
4.4 最佳制备工艺条件下圆饼状TiO_2材料的表征
4.4.1 X射线衍射(XRD)分析
4.4.2 拉曼光谱(Raman)分析
4.4.3 N_2等温吸脱附实验分析
4.4.4 扫描电子显微镜(SEM)与透射电子显微镜(TEM)分析
4.4.5 紫外可见光(UV-vis)测试
4.4.6 DSSC光电性能测试
4.5 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 主要结论
5.2 工作展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
本文编号：3179219
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/3179219.html
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