纳米二氧化钛薄膜的制备及导热性能研究

发布时间：2023-12-02 19:05

　　纳米二氧化钛(TiO₂)薄膜材料在染料敏化太阳能电池领域中得到了广泛应用,是薄膜太阳能电池的重要组件之一,其主要用途是电荷的分离和单分子层染料的吸附。TiO₂薄膜作为染料敏化太阳能电池不可缺少的器件之一,其散热效果直接影响薄膜太阳能电池的光电转换效率,因此,本文利用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO₂薄膜,并分别利用瞬态电热技术和瞬态平面热源法研究了制备工艺条件对TiO₂薄膜膜面方向以及垂直膜面方向导热性能的影响。本文以钛酸四丁酯和异丙醇为原料制得了体积比分别为2%、3%、4%、6%、8%、10%的前驱体溶液,并运用浸渍提拉法和旋转涂覆法分别在直径为9.17μm的玻璃纤维和直径为30mm的圆形玻璃片基底上制备得到了TiO₂前驱体膜,后经热处理过程得到了TiO₂薄膜。采用瞬态电热技术测量了不同前驱体溶液体积比、不同退火温度以及不同退火时间下得到的TiO₂薄膜膜面方向的热扩散率并导出导热系数,结果表明:在其他条件相同的情况下,当钛酸四丁酯与异丙...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 二氧化钛的晶体结构
    1.2 二氧化钛的性能及应用
    1.3 二氧化钛薄膜的制备方法
        1.3.1 物理气相沉积法
        1.3.2 化学气相沉积法
        1.3.3 液相沉积法
        1.3.4 水热法
        1.3.5 喷雾热分解法
        1.3.6 溶胶-凝胶法
    1.4 国内外研究现状
        1.4.1 二氧化钛薄膜性能研究现状
        1.4.2 薄膜热物性测量方法研究现状
    1.5 课题研究意义及内容
        1.5.1 课题研究意义
        1.5.2 本文研究内容
第2章 本文实验方法简介
    2.1 纳米二氧化钛薄膜的制备方法
        2.1.1 溶胶-凝胶法制膜原理
        2.1.2 实验原料及仪器
    2.2 膜面方向导热性能的研究方法
        2.2.1 瞬态电热技术测量原理
        2.2.2 实验仪器简介
        2.2.3 实验数据分析方法
    2.3 垂直膜面方向导热性能的研究方法
        2.3.1 瞬态平面热源法测量原理
        2.3.2 实验仪器简介
        2.3.3 实验数据的采集及分析
    2.4 本章小结
第3章 溶胶-凝胶法制备纳米二氧化钛薄膜
    3.1 实验过程简介
        3.1.1 二氧化钛前驱体溶液的制备
        3.1.2 玻璃纤维基底上二氧化钛薄膜的制备
        3.1.3 玻璃基底上二氧化钛薄膜的制备
        3.1.4 二氧化钛薄膜的后处理
    3.2 二氧化钛薄膜制备的影响因素
        3.2.1 溶胶的影响
        3.2.2 基底的影响
        3.2.3 涂覆方式的影响
        3.2.4 后处理的影响
    3.3 本章小结
第4章 纳米二氧化钛薄膜膜面方向导热性能研究
    4.1 实验过程及数据处理
        4.1.1 实验过程简介
        4.1.2 实验数据处理
    4.2 实验结果分析
        4.2.1 前驱体溶液体积比对导热性能的影响
        4.2.2 退火时间对导热性能的影响
        4.2.3 退火温度对导热性能的影响
        4.2.4 玻璃纤维导热实验
    4.3 实验误差分析
    4.4 本章小结
第5章 纳米二氧化钛薄膜垂直膜面方向导热性能研究
    5.1 实验过程简介
    5.2 实验结果分析
        5.2.1 膜厚对导热性能的影响
        5.2.2 退火时间对导热性能的影响
        5.2.3 退火温度对导热性能的影响
    5.3 实验误差分析
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 本文研究结论
    6.2 对未来工作的展望
参考文献
攻读硕士学位期间论文发表及科研情况
致谢



本文编号：3870152