双层CeO 2 纳米结构的制备与改性及其在染料敏化太阳能电池中的应用

发布时间：2024-11-07 20:01

　　目前人类面临的一个共同问题就是能源问题,由于环境污染和化石燃料的枯竭等问题的日渐严重,解决能源的问题愈发重要。太阳能作为一种用之不竭而又清洁无污染的理想能源从而成为最具有开发潜力的新能源之一。染料敏化太阳能电池(DSSCs)具有成本价格低廉、工艺制备简单、安全无毒、性能稳定等优点,具有良好的发展前景。光阳极作为太阳能电池最重要的组成部分,可采取不同成分以及不同结构的纳米材料进行光阳极的修饰,从而提高DSSCs的稳定性及转化效率。光阳极的构建需要考虑电子传输、染料吸附等因素,本文采用双层结构的Ce02包覆以及掺杂的方法来修饰光阳极,此外也探讨了不同的纳米材料对染料敏化太阳能电池性能的影响。我们制备了双层结构CeO2基纳米材料,首先根据其特殊形貌结构将双层结构的CeO2空心球作为光散射层包覆TiO2,减少电子复合,增加电子传输速率;另一方面,制备CeO2掺杂Er3+/Yb3+上转换材料,但是由于稀土元素的电子跃迁使得其发光性能有所限制,通过利用贵金属纳米颗粒的局域表面等离子体共振效应(LSPR)来提高上转换荧光,从而达到提高电池的性能及其光电转换效率的目的。本文以双层结构的CeO2基包覆Ti...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 前言
    1.2 染料敏化太阳能电池的国内外发展现状
    1.3 染料敏化太阳能电池的结构与工作原理
        1.3.1 染料敏化太阳能电池的结构
        1.3.2 染料敏化太阳能电池的工作原理
    1.4 染料敏化太阳能电池的性能评价参数及指标
        1.4.1 入射单色光-电流转换效率(IPCE)
        1.4.2 开路电压(V_oc)
        1.4.3 短路电流(I_sc)
        1.4.4 填充因子(FF)
        1.4.5 光电转化效率(η)
        1.4.6 电化学阻抗谱测试(EIS)
    1.5 染料敏化太阳能电池光阳极薄膜的研究进展
        1.5.1 TiO₂光阳极
        1.5.2 ZnO光阳极
        1.5.3 SnO₂光阳极
        1.5.4 其它光阳极
    1.6 本论文的选题意义及研究内容
        1.6.1 论文选题意义
        1.6.2 论文主要研究内容
    1.7 参考文献
第二章 双层结构的CeO₂@TiO₂核壳纳米空心球在DSSCs中的应用
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂及仪器
        2.2.2 试验方法
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 制备的材料表征
        2.3.2 光阳极SEM表征
        2.3.3 性能测试
    2.4 本章小结
    2.5 参考文献
第三章 Au@SiO₂@CeO₂:Er/Yb上转换复合材料在DSSCs中的应用
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂及仪器
        3.2.2 试验方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 制备的材料表征
        3.3.2 性能测试
    3.4 本章小结
    3.5 参考文献
第四章 双层CeO₂:Er/Yb@SiO₂@Ag上转换复合材料在DSSCs中的应用
    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验试剂及仪器
        4.2.2 试验方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 制备的材料表征
        4.3.2 电极SEM表征
        4.3.3 性能测试
    4.4 本章小结
    4.5 参考文献
第五章 结论
致谢
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本文编号：4011707