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TiO2-过氧多钨酸盐复合膜的制备及其性能研究

2020-12-02阅读(1004)

TiO2-过氧多钨酸盐复合膜的制备及其性能研究

论文摘要

由于目前正面临能源危机，研究和开发光电材料具有很大的潜在价值，TiO2薄膜因其具有较高的光电转换效率成为光电材料的研究热点。单一TiO2薄膜的光电性能不是很理想，过氧多钨酸盐有着独特的结构，虽然它的吸收峰位于紫外光区，但其尾部的谱带可延伸到350～400hm，另外，过氧多钨酸盐与TiO2半导体之间有着很多相似性，通过过氧多钨酸盐粒子的表面改性和它本身特性可以使TiO2薄膜电极具有更好的光吸收性、稳定性及光电性能。本论文采用溶胶-凝胶法在ITO基底上制备了晶粒、尺寸大小分布合适，具有大比表面，良好透光率的TiO2多孔膜电极，然后以此电极为基底，采用电化学沉积法分别制备了TiO2-H3PW12O40复合膜电极和TiO2-H4SiW12O40复合膜电极，并利用扫描电镜，四探针测试仪，分光光度计，万能表对所制备电极的工艺条件和性能进行了研究。通过对电化学沉积法制备的TiO2-H3PW12O40复合膜电极和TiO2-H4SiW(12O40复合膜电极结构、形貌和光电性能的分析，总结出制备TiO2-H3PW12O40复合膜电极最佳工艺条件为：5．0×10-3mol／L磷钨酸(H3PW12O40)+5．0×10-3mol／L吡咯（PY）+0．5mol／L H2SO4的混合溶液中于1．4V恒电压下电沉积60min。制备TiO2-H4SiW12O40复合膜电极的最佳工艺条件为：2．5×10-3mol／L硅钨酸(H3SiW12O40)+5．0×10-3mol／L吡咯（PY）+0．5mol／LH2SO4的混合溶液中于1．6V恒电压下电沉积60min。在可见光区，复合膜电极的光吸收显著增强。组装有效面积为1cm2的TiO2-过氧多钨酸盐光电化学电池，在太阳光下检测其光电性能，发现TiO2-H3PW12O40电池的短路电流和开路电压分别达到了1．02μA／cm2和0．65mV。可以看出，TiO2-过氧多钨酸盐复合膜电极具有较好的光电性能，可以作为太阳能电池的电极材料。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 目录
  • 第一章 绪论
  • 1.1 课题研究背景
  • 2太阳能电池'>1.2 染料敏化TiO2太阳能电池
  • 1.2.1 染料敏化太阳能电池的基本结构及工作原理
  • 1.2.2 染料敏化太阳能电池研究现状
  • 2薄膜概述'>1.3 纳米TiO2薄膜概述
  • 2薄膜的研究'>1.3.1 纳米TiO2薄膜的研究
  • 2薄膜的改性'>1.3.2 纳米TiO2薄膜的改性
  • 2薄膜的制备方法'>1.3.3 纳米TiO2薄膜的制备方法
  • 1.4 过氧多金属盐
  • 1.4.1 过氧多金属盐概述
  • 1.4.2 过氧多金属盐的发展
  • 1.5 课题研究内容、目的及意义
  • 1.5.1 课题研究的内容
  • 1.5.2 课题研究目的与意义
  • 本章小结
  • 2薄膜的制备及其性能检测'>第二章 TiO2薄膜的制备及其性能检测
  • 2薄膜制备原理'>2.1 TiO2薄膜制备原理
  • 2.2 实验
  • 2.2.1 实验试剂及仪器
  • 2薄膜的制备'>2.2.2 TiO2薄膜的制备
  • 2薄膜电极的性能测试'>2.2.3 TiO2薄膜电极的性能测试
  • 2.3 结果与讨论
  • 2.3.1 热重-差热分析
  • 2薄膜SEM形貌分析'>2.3.2 TiO2薄膜SEM形貌分析
  • 2薄膜光学性能分析'>2.3.3 TiO2薄膜光学性能分析
  • 本章小结
  • 2-磷钨酸复合膜的制备及其性能检测'>第三章 TiO2-磷钨酸复合膜的制备及其性能检测
  • 3.1 聚吡咯概述
  • 3.2 实验
  • 3.2.1 实验试剂及仪器
  • 2-磷钨酸复合膜的制备方法'>3.2.2 TiO2-磷钨酸复合膜的制备方法
  • 2-磷钨酸复合膜性能检测'>3.2.3 TiO2-磷钨酸复合膜性能检测
  • 3.3 结果与讨论
  • 2-磷钨酸复合膜循环伏安曲线分析'>3.3.1 TiO2-磷钨酸复合膜循环伏安曲线分析
  • 2-磷钨酸复合膜扫描电镜分析'>3.3.2 TiO2-磷钨酸复合膜扫描电镜分析
  • 2-磷钨酸复合膜电学性能'>3.3.3 TiO2-磷钨酸复合膜电学性能
  • 2-磷钨酸复合膜光电转换性质'>3.3.4 TiO2-磷钨酸复合膜光电转换性质
  • 本章小结
  • 2-硅钨酸复合膜的制备及其性能检测'>第四章 TiO2-硅钨酸复合膜的制备及其性能检测
  • 4.1 实验
  • 4.1.1 实验试剂及仪器
  • 2-硅钨酸复合膜的制备方法'>4.1.2 TiO2-硅钨酸复合膜的制备方法
  • 2-硅钨酸复合膜性能检测'>4.1.3 TiO2-硅钨酸复合膜性能检测
  • 4.2 结果与讨论
  • 2-硅钨酸复合膜循环伏安曲线分析'>4.2.1 TiO2-硅钨酸复合膜循环伏安曲线分析
  • 2-硅钨酸复合膜扫描电镜分析'>4.2.2 TiO2-硅钨酸复合膜扫描电镜分析
  • 2-硅钨酸复合膜电学性能'>4.2.3 TiO2-硅钨酸复合膜电学性能
  • 2-过氧多钨酸盐复合膜光电性能'>4.2.4 TiO2-过氧多钨酸盐复合膜光电性能
  • 本章小结
  • 2-过氧多钨酸盐复合膜电极光电转换性质讨论'>第五章 TiO2-过氧多钨酸盐复合膜电极光电转换性质讨论
  • 2-过氧多钨酸盐复合膜吸收光谱'>5.1 TiO2-过氧多钨酸盐复合膜吸收光谱
  • 2机理'>5.2 过氧多钨酸盐和吡咯敏化TiO2机理
  • 2敏化机理'>5.2.1 过氧多钨酸盐对金属氧化物TiO2敏化机理
  • 2金属氧化物敏化机理'>5.2.2 聚吡咯对TiO2金属氧化物敏化机理
  • 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表的学术论文
  • 致谢

    • 相关论文文献

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