ZnO基三维导电基底的制备及性能研究

发布时间：2021-08-15 16:15

　　太阳能的成功利用要求我们在光电转换器件的材料和结构上有关键性的技术突破。染料敏化太阳能电池（dye-sensitized solar cells,DSCs）的制造成本、电子收集传输性能、使用寿命、太阳光入射与吸收、光电转化效率等在很大程度上取决于器件的材料和结构设计。本论文结合当前染料敏化太阳能电池光阳极材料的最新研究进展,在光阳极器件的制备方法,结构设计以及它们在太阳能电池中的应用进行了深入研究,主要工作如下:1.首先制备了一种低密度、大直径ZnO微米棒阵列,通过扫描电镜图观察微米棒长度约为10um,直径约1um,垂直于导电基底生长并且棒呈现六棱柱形。合成的低密度、大直径ZnO微米棒阵列为我们后面制备染料敏化太阳能电池光伏器件打下基础。2.在前面工作的基础上以ZnO微米棒阵列为牺牲模板采用低温水热法成功的制备了大直径（1um）、低密度ZnS微米管阵列。最终制备的微米结构具有很高的可见光透过性,较高的结构稳定性和孔隙填充能力,并且这种微米结构在染料敏化太阳能电池光阳极薄膜中具有独特的应用。3.设计并制备了一种ZnO基三维导电基底并研究了其在DSCs中的应用。三维导电基底能够从TiO2纳... 

【文章来源】：中国石油大学(华东)山东省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：81 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概述
        1.2.1 染料敏化太阳能电池的结构
        1.2.2 染料敏化太阳能电池的工作原理
        1.2.3 染料敏化太阳能电池的光电性能
    1.3 染料敏化太阳能电池及导电基底的研究进展
        1.3.1 染料敏化太阳能电池的研究进展
        1.3.2 导电基底的研究进展
    1.4 论文选题思路及主要研究内容
第二章 低密度、大直径ZnO微米棒阵列的制备及条件优化
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂与仪器
        2.2.2 低密度、大直径ZnO微米棒阵列的制备
        2.2.3 低密度、大直径ZnO微米棒阵列的表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 ZnO微米棒阵列XRD分析
        2.3.2 ZnO微米棒阵列的SEM表征
    2.4 本章小结
第三章 低密度、大直径ZnO/ZnS核壳结构微米棒阵列及ZnS微米管阵列的制备
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂与仪器
        3.2.2 合成ZnO微米棒阵列
        3.2.3 合成ZnO/ZnS核/壳微米棒阵列
        3.2.4 合成ZnS微米管阵列
        3.2.5 制备ZnS微米管阵列/TiO_2纳米颗粒复合薄膜和DSCs组装
        3.2.6 ZnS微米管阵列的表征与测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 XRD分析
        3.3.2 结构与形貌表征
        3.3.3 光电性能测试
    3.4 本章小结
第四章 ZnO基三维导电基底的制备及其在DSCs中的应用
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验试剂与仪器
        4.2.2 制备三维导电基底
        4.2.3 在三维导电基底上制备多孔TiO_2薄膜
        4.2.4 DSCs组装
        4.2.5 三维导电基底的表征与测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 三维导电基底的结构与形貌表征
        4.3.2 电阻率、透光率和光电流-电压测量
        4.3.3 能量转换效率测试
        4.3.4 电化学阻抗的测量
    4.4 本章小结
第五章 后植入法制备ZnO纳米线/TiO_2纳米颗粒复合光阳极薄膜及其光电性质的研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 实验试剂与仪器
        5.2.2 制备多孔TiO_2薄膜电极
        5.2.3 后嵌入ZnO纳米线
        5.2.4 DSCs组装
        5.2.5 表征与测试
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 形貌与结构表征
        5.3.2 光电性能测试
        5.3.3 电化学阻抗测量
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
参考文献
附录A
攻读硕士学位期间取得的学术成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]金红石型TiO2纳米棒的制备及其在染料敏化太阳电池中的应用[J]. 兰章,吴季怀,林建明,黄妙良.  无机材料学报. 2011(02)
[2]Synthesis of ZnS from organic sulfur in petroleum coke and its photocatalysis properties[J]. Zheng Yanjun1, 2 , Wang Xudong3 and Cui Lishan2 1State Key Laboratory of Heavy Oil Processing, China University of Petroleum, Beijing 102249, China 2Department of Materials Science and Engineering, China University of Petroleum, Beijing 102249, China 3Technical Department, Construction Division, Offshore Oil Engineering Co., Ltd, Mailbox 595, Tianjin 300452, China.  Petroleum Science. 2010(02)
[3]染料敏化太阳能电池研究进展[J]. 杨宏训,黄妙良,韩鹏,姜奇伟,吴子豹,吴季怀.  材料导报. 2006(09)
[4]染料敏化太阳能电池中的敏化剂[J]. 梁茂,陶占良,陈军.  化学通报. 2005(12)
[5]染料敏化纳米薄膜太阳电池中的染料敏化剂[J]. 孔凡太,戴松元,王孔嘉.  化学通报. 2005(05)
[6]溶胶-凝胶提拉法制备ITO透明导电膜[J]. 陈世柱,李晶.  中国有色金属学报. 2005(01)
[7]纳晶敏化太阳能电池中铂修饰对电极的一种新制法[J]. 陈今茂,马玉涛,王桂强,王正平,周晓文,林原,李学萍,肖绪瑞.  科学通报. 2005(01)
[8]铂修饰光阴极及其在纳晶太阳能电池中的应用[J]. 郝三存,吴季怀,林建明,黄昀昉.  感光科学与光化学. 2004(03)
[9]阴极修饰对染料敏化TiO2太阳能电池性能的改进[J]. 范乐庆,吴季怀,黄昀昉,林建明.  电子元件与材料. 2003(05)
[10]透明导电氧化物薄膜的研究进展[J]. 王敏,蒙继龙.  表面技术. 2003(01)

博士论文
[1]芳胺类光敏染料用于染料敏化太阳能电池的研究[D]. 田海宁.大连理工大学 2009

硕士论文
[1]ZnO/SnO2复合染料敏化太阳能电池的研究[D]. 韩鹏.华侨大学 2007



本文编号：3344875