【学位授予单位】：清华大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TM914.4
【目录】：
- 摘要4-5
- Abstract5-12
- 第1章 引言12-35
- 1.1 选题背景和意义12-14
- 1.2 DSC 电池的工作原理和内部电荷转移过程14-22
- 1.2.1 DSC 中电荷转移模型15-16
- 1.2.2 光子的吸收和光电荷的产生分离16-18
- 1.2.3 电子传输和复合反应18-20
- 1.2.4 染料的还原再生20-21
- 1.2.5 电解质21-22
- 1.2.6 对电极22
- 1.3 柔性DSC 光阳极薄膜与氧化钛表面分子共吸附的研究进展22-32
- 1.3.1 柔性DSC 光阳极薄膜的研究进展22-28
- 1.3.2 纳米晶表面小分子和染料共吸附的研究进展28-32
- 1.4 本论文选题思路和主要研究内容32-35
- 第2章 实验原材料、方法和相关理论模型35-60
- 2.1 电池原材料和相关试剂35-40
- 2.1.1 导电基板35-36
- 2.1.2 刚性DSC 用介孔氧化钛浆料的制备36-37
- 2.1.3 化学试剂37-38
- 2.1.4 介孔氧化钛薄膜的制备38-39
- 2.1.5 染料敏化剂的制备39-40
- 2.2 刚性DSC 电池的组装40-42
- 2.2.1 光阳极40
- 2.2.2 染料的敏化40
- 2.2.3 对电极和电解液的制备40-41
- 2.2.4 DSC 的组装和密封41-42
- 2.2.5 DSC 的耐久性测试42
- 2.3 光谱分析42-43
- 2.3.1 紫外可见光谱分析42
- 2.3.2 红外光谱分析42-43
- 2.4 DSC 光电转换性能的表征43-48
- 2.4.1 太阳光谱的基本知识43-44
- 2.4.2 电流-电压测试44-47
- 2.4.3 单色入射光子-电流转换效率（IPCE）47-48
- 2.5 半导体中电子分布的基本知识48-54
- 2.5.1 稳态条件下半导体薄膜中的电子分布48-53
- 2.5.2 稳态条件下动态微扰动对电子行为的影响53-54
- 2.6 瞬态光谱测量体系54-57
- 2.7 电化学交流阻抗测量体系57-60
- 第3章 柔性光阳极薄膜的低温化学烧结及其光电转换性能60-78
- 3.1 本章引论60-61
- 3.2 水热法简介61-62
- 3.3 实验部分62-64
- 3.3.1 实验原材料62-63
- 3.3.2 氧化钛纳米晶颗粒的水热合成63
- 3.3.3 低温化学烧结用浆料的制备63-64
- 3.3.4 DSC 电池组装64
- 3.3.5 材料结构、形貌表征和光电化学表征64
- 3.4 纳米晶氧化钛颗粒的合成表征64-67
- 3.4.1 氧化钛纳米晶的TEM、HRTEM 表征64-65
- 3.4.2 氧化钛纳米晶的XRD 分析65-67
- 3.5 氧化钛薄膜的低温烧结及其光电性能表征67-77
- 3.5.1 氧化钛薄膜结构的模型设计67-69
- 3.5.2 氧化钛薄膜优化结构的确定69-70
- 3.5.3 光子散射颗粒对氧化钛薄膜光电性能的影响70-72
- 3.5.4 烧结温度对氧化钛薄膜光电性能的影响72-73
- 3.5.5 氧化钛薄膜的微观结构和低温化学烧结机理分析73-76
- 3.5.6 柔性光阳极的光电转换性能及其结构的进一步优化76-77
- 3.6 本章小结77-78
- 第4章 柔性光阳极薄膜中的电子传递与复合研究78-103
- 4.1 本章引论78-79
- 4.2 模型基本假设79-84
- 4.2.1 二元体系级配理论和计算模型79-82
- 4.2.2 电化学模型82-84
- 4.3 实验部分84-87
- 4.3.1 实验原材料84-85
- 4.3.2 DSC 电池组装85-86
- 4.3.3 氧化钛薄膜染料吸附量的测量86
- 4.3.4 材料表征和光电化学表征86-87
- 4.3.5 级配模型计算中所使用的参数87
- 4.4 级配模型计算结果及其实验验证87-89
- 4.5 不同纳米晶小颗粒掺量对电子传递和复合的影响89-96
- 4.5.1 不同小颗粒掺量对光阳极光电转换性能的影响89-91
- 4.5.2 不同小颗粒掺量对光生电子传递的影响91-94
- 4.5.3 不同小颗粒掺量对光生电子复合的影响94-96
- 4.6 不同粒径大颗粒对电子传递和复合的影响96-102
- 4.6.1 不同粒径大颗粒对光阳极光电转换性能的影响96-98
- 4.6.2 大颗粒粒径对光生电子传递的影响98-100
- 4.6.3 大颗粒粒径对光生电子复合的影响100-102
- 4.7 本章小结102-103
- 第5章 光阳极中氧化钛表面饱和羧酸分子的共吸附研究103-132
- 5.1 本章引论103-104
- 5.2 氧化钛导带移动和表面钝化模型104-107
- 5.3 实验部分107-108
- 5.3.1 实验原材料107
- 5.3.2 DSC 电池组装107-108
- 5.3.3 材料表征和光电化学表征108
- 5.4 氧化钛表面三甲基乙酸分子（PVA）的共吸附研究108-119
- 5.4.1 不同共吸附条件对染料吸附量的影响108-110
- 5.4.2 共吸附处理后的氧化钛表面的红外光谱研究110-112
- 5.4.3 不同共吸附条件对电池光电转换性能的影响112-115
- 5.4.4 导带边缘移动和表面钝化的瞬态光谱研究115-119
- 5.5 氧化钛表面3,3-二甲基丁酸分子的共吸附研究119-130
- 5.5.1 不同共吸附条件对染料吸附量的影响119-121
- 5.5.2 共吸附处理后的氧化钛表面的红外光谱研究121-122
- 5.5.3 不同共吸附条件对电池光电转换性能的影响122-125
- 5.5.4 导带边缘移动和表面钝化的瞬态光谱研究125-130
- 5.6 PVA 共吸附电池的长期稳定性研究130-131
- 5.7 本章小结131-132
- 第6章 光阳极中氧化钛表面饱和亚磷酸分子的共吸附研究132-155
- 6.1 本章引论132-133
- 6.2 实验部分133-134
- 6.2.1 实验原材料133-134
- 6.2.2 DSC 电池组装134
- 6.2.3 材料表征和光电化学表征134
- 6.3 氧化钛表面二甲基亚磷酸（DMOP）的共吸附研究134-141
- 6.3.1 DMOP 在氧化钛表面吸附的红外表征134-135
- 6.3.2 DMOP 对电池光电转换性能的影响135-136
- 6.3.3 导带边缘移动和表面钝化的瞬态光谱研究136-139
- 6.3.4 DMOP 共吸附对DSC 长期稳定性的影响139-141
- 6.4 氧化钛表面DINHOP 的共吸附研究141-153
- 6.4.1 不同共吸附条件对染料吸附量的影响141-143
- 6.4.2 共吸附处理后的氧化钛表面的红外光谱研究143-144
- 6.4.3 不同共吸附条件对电池光电转换性能的影响144-148
- 6.4.4 导带边缘移动和表面钝化的瞬态光谱研究148-152
- 6.4.5 DINHOP 共吸附电池长期稳定性研究152-153
- 6.5 DINHOP 共吸附在柔性DSC 光阳极中的应用153-154
- 6.6 本章小结154-155
- 结论155-157
- 参考文献157-171
- 致谢171-172
- 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果172-173
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