当前位置: 首页 > 学术论文 > 太阳能 > 正文

TiO_2纳米材料的可控制备及其在染料敏化太阳能电池的应用

关注热度:61   来源:新能源学术论文  作者:崔莹
相似论文 相关推荐 你可能关注 点击排行 我要评论

【摘要】:近几十年来,染料敏化太阳能电池(DSSC)作为一种新型清洁能源得到了科学研究者的广泛关注。光阳极是DSSC的重要组成部分之一,其组成主要为纳米晶半导体材料薄膜。目前应用最为广泛的光阳极材料是Ti O2纳米材料,然而Ti O2纳米材料的形貌及尺寸等对DSSC的光电转换效率有重要影响。在小尺寸的Ti O2纳米材料表面沉积大颗粒Ti O2作为散射层或散射中心提高光阳极膜的光散射能力成为提高DSSC性能的新途径。本文研究了花状Ti O2纳米材料和Ti O2介孔微球的制备方案,得到形貌可控的Ti O2纳米材料最佳制备条件,并对所制备的材料进行了物理形貌与结构表征以及光电性能研究。结果表明,所制备的花状Ti O2纳米材料为金红石相,由数根直的纳米线呈中心放射状紧密排列构成,纳米线长度约400 nm,直径约24 nm。所制备的Ti O2介孔微球为锐钛矿相,平均粒径大约为2.5μm。Ti O2微球表面包覆着多个相互连接的方状纳米片,形成马赛克结构,暴露锐钛矿相(001)晶面。研究了两种形貌的Ti O2材料的光电性能。将花状Ti O2纳米材料以10%的比例掺入25 nm的P25纳米晶颗粒作为散射中心时,所制备的光阳极封装为DSSC时光电效率可达到7.28%,较纯P25纳米晶颗粒DSSC有明显提高。将Ti O2介孔微球作为DSSC光阳极的散射层时,在电子传输上表现出更高的俘获/被俘获频率,延长有效电子扩散长度和电荷收集效率从而提高纳米晶Ti O2基光阳极DSSC的光电转换效率至6.49%。
【关键词】:TiO_2 染料敏化太阳能电池 光阳极 散射层
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:O646.54;TM914.4
【目录】:
  • 摘要4-5
  • Abstract5-9
  • 第1章 绪论9-24
  • 1.1 课题背景及研究目的和意义9-10
  • 1.2 太阳能电池发展概述10-15
  • 1.2.1 太阳能电池的分类10-11
  • 1.2.2 染料敏化太阳能电池的基本结构11-12
  • 1.2.3 染料敏化太阳能电池的工作原理12-13
  • 1.2.4 染料敏化太阳能电池的性能参数13-15
  • 1.3 染料敏化太阳能电池的研究进展15-20
  • 1.3.1 DSSC光阳极研究现状15-17
  • 1.3.2 DSSC染料敏化剂研究现状17-18
  • 1.3.3 DSSC电解液研究现状18-19
  • 1.3.4 DSSC对电极研究现状19-20
  • 1.4 纳米TiO_2基光阳极20-23
  • 1.4.1 纳米TiO_2基光阳极材料的制备20-21
  • 1.4.2 纳米TiO_2基光阳极薄膜的改性21-23
  • 1.5 课题研究内容23-24
  • 第2章 实验材料及实验方法24-31
  • 2.1 实验所用的试剂及仪器24-25
  • 2.1.1 实验试剂24
  • 2.1.2 实验仪器24-25
  • 2.2 不同形貌纳米TiO_2材料的制备方案25-26
  • 2.2.1 花状TiO_2纳米材料的制备25-26
  • 2.2.2 TiO_2介孔微球的制备26
  • 2.3 染料敏化太阳能电池的制备方案26-28
  • 2.3.1 光阳极的制备26-27
  • 2.3.2 染料的制备27
  • 2.3.3 电解液的制备27
  • 2.3.4 对电极的制备27
  • 2.3.5 DSSC的组装27-28
  • 2.4 样品表征28-31
  • 2.4.0 X射线衍射表征(XRD)28
  • 2.4.1 拉曼光谱分析(Raman spectra)28
  • 2.4.2 扫描电子显微镜表征(SEM)28-29
  • 2.4.3 透射电子显微镜表征(TEM)29
  • 2.4.4 光电流-光电压曲线测试(J-V)29-30
  • 2.4.5 电化学阻抗测试(EIS)30
  • 2.4.6 紫外可见吸收光谱表征(UV-Vis)30-31
  • 第3章 花状TiO_2纳米材料的制备及性能研究31-47
  • 3.1 引言31-32
  • 3.2 花状TiO_2纳米材料的制备32
  • 3.3 花状TiO_2纳米材料的结构表征32-37
  • 3.3.1 花状TiO_2纳米材料的SEM表征32-35
  • 3.3.2 花状TiO_2纳米材料的TEM表征35-36
  • 3.3.3 花状TiO_2纳米材料的XRD表征36-37
  • 3.3.4 花状TiO_2纳米材料的UV-Vis表征37
  • 3.4 花状TiO_2纳米材料的光电性能研究37-46
  • 3.4.1 花状TiO_2纳米材料基光阳极的制备37-39
  • 3.4.2 花状TiO_2纳米材料基光阳极J-V曲线分析39-42
  • 3.4.3 花状TiO_2纳米材料基光阳极阻抗分析42-43
  • 3.4.4 花状TiO_2纳米材料基光阳极IMVS与IMPS分析43-46
  • 3.5 本章小结46-47
  • 第4章TiO_2介孔微球的制备及性能研究47-58
  • 4.1 引言47
  • 4.2 TiO_2介孔微球的制备47-48
  • 4.3 TiO_2介孔微球的表征48-52
  • 4.3.1 TiO_2介孔微球的SEM表征48-50
  • 4.3.2 TiO_2介孔微球的XRD表征50-51
  • 4.3.3 TiO_2介孔微球的TEM表征51
  • 4.3.4 TiO_2介孔微球的Raman表征51-52
  • 4.4 TiO_2介孔微球的光电性能研究52-57
  • 4.4.1 TiO_2介孔微球基光阳极的制备52-53
  • 4.4.2 TiO_2介孔微球基光阳极J-V曲线分析53-54
  • 4.4.3 TiO_2介孔微球基光阳极阻抗分析54-55
  • 4.4.4 TiO_2介孔微球基光阳极IMVS与IMPS分析55-57
  • 4.6 本章小结57-58
  • 结论58-59
  • 参考文献59-64
  • 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果64-66
  • 致谢66


您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

纳米材料的特异效应及其应用    杜仕国,施冬梅,邓辉

纳米材料 新世纪的黄金材料    

什么是纳米材料    

纳米材料的制备及其应用    邹超贤

纳米材料    吴祖其

纳米材料的特性与应用方向    

纳米材料的性能    沈青

纳米材料的特性及应用    李良训

21世纪材料发展的方向—纳米材料    刘冰,任兰亭

纳米材料的特殊性能及其应用    刘忆,刘卫华,訾树燕,王彦芳

纳米材料在造纸领域中的应用    王少强;邱化玉;

纳米材料的毒理学安全性研究进展    宋云扬;余涛;李艳军;

全国第二届纳米材料和技术应用会议    

纳米材料改造传统产业的实践与建议    钟家湘;葛雄章;刘景春;

纳米材料的应用及科研开发    高善民;孙树声;

全国第二届纳米材料和技术应用会议    

纳米材料的潜在性危害问题    金一和;孙鹏;张颖花;

纳米材料的二种制备方法及其特征    张一方;吕毓松;任德华;陈永康;

纳米材料产业化重大问题及共性问题    古宏晨;

纳米科技与纳米材料    马玉宝;任宪福;

我国出台首批纳米材料国家标准    记者 周建人

上海形成纳米材料测试服务体系    记者 王阳

纳米材料七项标准出台    

纳米材料也可污染环境    通讯员 韦承金记者 冯国梧

纳米材料 利弊皆因个头小    廖联明

院士建议开展纳米材料毒性研究    卢水平

纳米材料的环境应用与毒性效应    郭良宏 中国科学院生态环境研究中心研究员 江桂斌 中国科学院院士

中科院纳米材料产业园落户佛山    记者 任雪梅 莫璇

纳米材料:小身材涵盖多领域    实习生 高敏

纳米材料加速传统行业升级    本报记者 李军

功能化稀土纳米材料的合成及其生物成像应用    杨杨

基于氧化钛和氧化锡纳米材料的制备及其在能量存储中的应用    王艳丽

含铕稀土纳米材料的功能化及其生物成像应用研究    吴勇权

二硫化钨(WS_2)纳米材料的水热合成与光吸收性能研究    曹仕秀

基于功能纳米材料的电化学催化研究    廖蕾

一维氧化物、硫化物纳米材料的制备,功能化与应用    胥明

纳米材料亲疏水性的实验测定与计算预测    李淑焕

亚细胞水平靶向的纳米材料的设计、制备与应用    范艳斌

纳米粒子与细胞相互作用的理论模拟研究    丁泓铭

基于金和石墨烯纳米材料的生物分子化学发光新方法及其应用    骆凯

卟啉纳米材料的制备及其应用研究    向芸颉

层状纳米材料/聚合物复合改性沥青的制备与性能    刘武

基于纳米材料/聚合膜材料构建的电化学传感器应用于生物小分子多组分的检测    刘小芳

基于金纳米材料构建的电化学传感器及其应用    王小萍

金纳米材料的修饰及其纳米生物界面的研究    郭建华

普鲁士蓝纳米粒子的光热毒性研究    魏杰

改性TiO_2纳米材料的制备及其光电性能研究    张华艳

基于纳米材料的新型荧光传感体系的构筑    胡雪连

氧化钴基催化材料形貌、晶面控制与催化性能研究    黄樊

新型核壳结构金纳米材料用于肿瘤的近红外光热治疗研究    周佳林

 
关键词: TiO_2

[ 学术论文搜索 ]  [ 加入收藏 ]  [ 告诉好友 ]  [ 打印本文 ]  [ 违规举报 ]  [ 关闭窗口 ]

 
相关学术论文推荐
 
0条 [查看全部]  相关评论
 
推荐论文
智能推荐
 
网站首页 | 关于我们 | 联系方式 | 使用协议 | 版权隐私 | 排名推广 | 广告服务 | 积分换礼 | 网站留言