首页> 正文

电纺丝制备TiO2及其在染料敏化太阳能电池中的应用研究

2020-12-12阅读(333)

电纺丝制备TiO2及其在染料敏化太阳能电池中的应用研究

论文摘要

染料敏化太阳能电池（Dye Sensitized Solar Cell，简称DSC）制作工艺简单、成本低廉且光电转换效率较高，是一种很有前景的新型太阳能电池。使用一维纳米材料取代传统的TiO2纳米颗粒制备光阳极时，由于电子传输过程得到改善，可能会提高DSC的性能。电纺丝方法（Electrospinning）是一种便捷有效的制备一维纳米纤维的方法，但是它在DSC中的应用却受到两个问题的限制：与基板间的粘附性差和总表面积小。本论文的研究目标在于解决这两个问题，使电纺丝TiO2纳米纤维能够很好的应用于DSC中。本论文分别使用P25和钛酸四异丙酯等原料制备了TiO2纳米纤维，研究了溶液组成和电纺丝参数对产物形貌的影响。为了增大纳米纤维的表面积，采取了在溶液中加入P25粉进行电纺丝、使用P25粉溶液或钛酸四异丙酯溶液对TiO2纳米纤维进行后处理、使用平行金属片或滚筒作为接收基板收集定向排列的纳米纤维等一系列方法。其中，将烧结后的纳米纤维浸入P25粉溶液中，可以使表面积得到较为明显的增加。将烧结后的电纺丝TiO2纳米纤维薄膜转移至预涂一层TiO2纳米晶浆料的FTO玻璃基板上，膜厚为9.7μm时，得到了光电转换效率为5.03%的DSC电池。将TiO2纳米纤维与水热法制备的TiO2纳米晶浆料按一定的质量比混合后制得纳米棒/纳米颗粒的复合结构的光阳极，膜厚约2μm时，DSC效率可达3.27%。根据EIS分析，纳米纤维的加入使得电子在TiO2光阳极薄膜中的传输电阻降低，从而有利于提高DSC的光电转换效率。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 引言
  • 1.1 选题背景及意义
  • 1.2 染料敏化太阳能电池简介
  • 1.2.1 DSC的结构及工作原理
  • 1.2.2 DSC的各组成部分
  • 1.2.3 DSC的性能表征参数
  • 1.3 电纺丝法应用于DSC的研究现状
  • 1.3.1 电纺丝的组成装备及工作原理
  • 1.3.2 电纺丝法制备DSC各组成部分的研究现状
  • 2光阳极的研究进展'>1.3.3 电纺丝法制备DSC用 TiO2光阳极的研究进展
  • 1.4 课题的研究目标和研究内容
  • 2纳米纤维'>第2章 电纺丝法制备 TiO2纳米纤维
  • 2.1 引言
  • 2.2 实验试剂和设备
  • 2纳米纤维'>2.3 使用P25合成 TiO2纳米纤维
  • 2.3.1 实验流程
  • 2.3.2 P25粉含量对产物形貌的影响
  • 2.3.3 施加电压对产物形貌的影响
  • 2.3.4 产物的晶相组成分析
  • 2纳米纤维'>2.4 使用钛酸四异丙酯合成TiO2纳米纤维
  • 2.4.1 实验流程
  • 2.4.2 电纺丝产物的SEM微观形貌
  • 2.4.3 电纺丝产物的TG-DTA曲线和XRD图谱
  • 2.5 本章小结
  • 2纳米纤维表面积的研究'>第3章 增大电纺丝TiO2纳米纤维表面积的研究
  • 3.1 引言
  • 3.2 实验试剂和设备
  • 2纳米纤维/纳米颗粒复合材料'>3.3 混纺 TiO2纳米纤维/纳米颗粒复合材料
  • 3.3.1 实验方法和步骤
  • 3.3.2 P25 粉含量对产物形貌的影响
  • 2纳米颗粒粒径对产物形貌的影响'>3.3.3 TiO2纳米颗粒粒径对产物形貌的影响
  • 2纳米纤维的后处理'>3.4 电纺丝 TiO2纳米纤维的后处理
  • 3.4.1 实验方法和步骤
  • 3.4.2 使用 P25 粉溶液处理
  • 3.4.3 使用钛酸四异丙酯溶液处理
  • 2纳米纤维'>3.5 改进接收基板收集定向排列的 TiO2纳米纤维
  • 3.5.1 实验方法和步骤
  • 3.5.2 使用平行金属刃片作为接收基板
  • 3.5.3 使用辊筒作为接收基板
  • 3.6 其它实验方法
  • 2纳米纤维'>3.6.1 水热处理烧结后TiO2纳米纤维
  • 2纳米纤维'>3.6.2 放电等离子体烧结电纺丝PVP/TiO2纳米纤维
  • 3.7 本章小结
  • 2纳米纤维在DSC中的应用'>第4章 电纺丝TiO2纳米纤维在DSC中的应用
  • 4.1 引言
  • 4.2 实验试剂及设备
  • 4.3 DSC 的组装及性能测试方法
  • 4.3.1 DSC的组装
  • 4.3.2 DSC的I-V曲线测试
  • 4.3.3 DSC的EIS图谱测试
  • 2纳米纤维应用于DSC'>4.4 转移电纺丝 TiO2纳米纤维应用于DSC
  • 4.4.1 实验方法和步骤
  • 4.4.2 光阳极的微观形貌
  • 4.4.3 DSC的性能表征
  • 2纳米纤维和纳米颗粒的混合涂层'>4.5 TiO2纳米纤维和纳米颗粒的混合涂层
  • 4.5.1 实验方法和步骤
  • 4.5.2 光阳极的微观形貌
  • 4.5.3 DSC的性能表征
  • 3分解制备的锐钛矿TiO2在DSC中的应用'>4.6 BaTiO3分解制备的锐钛矿TiO2在DSC中的应用
  • 2的制备'>4.6.1 锐钛矿TiO2的制备
  • 4.6.2 产物的晶相组成和微观形貌
  • 2作光阳极时制得 DSC 的性能表征'>4.6.3 锐钛矿 TiO2作光阳极时制得 DSC 的性能表征
  • 4.7 本章小结
  • 第5章 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果

    • 相关论文文献

    • [1].中科院长春应化所:发现多功能诊疗纳米颗粒[J]. 中国粉体工业 2018(06)
    • [2].纳米,最熟悉的“陌生人”[J]. 中国粉体工业 2017(05)
    • [3].纳米线形锂离子电池正极材料的研究进展[J]. 现代化工 2019(12)
    • [4].纳米颗粒药物研发态势报告[J]. 高科技与产业化 2019(11)
    • [5].Staphylococcus saprophyticus JJ-1协同所合成的钯纳米颗粒还原邻氯硝基苯[J]. 云南大学学报(自然科学版) 2020(01)
    • [6].氟化锶纳米板的高压相变行为研究[J]. 吉林师范大学学报(自然科学版) 2020(01)
    • [7].微(纳米)塑料对淡水生物的毒性效应[J]. 吉林师范大学学报(自然科学版) 2020(01)
    • [8].纳米绿色喷墨版的印刷适性[J]. 印刷工业 2019(06)
    • [9].纳米凝胶复合物[J]. 乙醛醋酸化工 2019(12)
    • [10].十氢十硼酸双四乙基铵/纳米铝复合物的制备及其性能[J]. 科学技术与工程 2019(36)
    • [11].细胞膜涂层的仿生纳米颗粒在癌症治疗中的研究进展[J]. 沈阳药科大学学报 2020(01)
    • [12].纳米酶的发展态势与优先领域分析[J]. 中国科学:化学 2019(12)
    • [13].稀土纳米晶用于近红外区活体成像和传感研究进展[J]. 化学学报 2019(12)
    • [14].纳米细菌在骨关节疾病中的研究进展[J]. 吉林医学 2020(01)
    • [15].纳米酶和铁蛋白新特性的发现和应用[J]. 自然杂志 2020(01)
    • [16].纳米酶:疾病治疗新选择[J]. 中国科学:生命科学 2020(03)
    • [17].氧化石墨烯纳米剪裁方法[J]. 发光学报 2020(03)
    • [18].薄层二维纳米颗粒增效泡沫制备及机理分析[J]. 中国科技论文 2019(12)
    • [19].纳米TiO_2基催化剂在环保功能路面应用的研究进展[J]. 中国材料进展 2020(01)
    • [20].铁蛋白纳米笼的研究进展[J]. 中国新药杂志 2020(02)
    • [21].不锈钢表面双重纳米结构的构建及疏水性能研究[J]. 生物化工 2020(01)
    • [22].基于溶解度法的纳米镉、铅、银硫化物的热力学性质研究[J]. 济南大学学报(自然科学版) 2020(02)
    • [23].农药领域中新兴技术——纳米农药及制剂[J]. 农药市场信息 2020(03)
    • [24].纳米TiO_2光催化涂料的研究进展[J]. 山东化工 2020(01)
    • [25].纳米颗粒对含石蜡玻璃窗光热特性影响[J]. 当代化工 2020(01)
    • [26].交流电热流对导电岛纳米电极介电组装的影响[J]. 西安交通大学学报 2020(02)
    • [27].我国纳米科技产业发展现状研究——基于技术维度视角[J]. 产业与科技论坛 2020(01)
    • [28].Al_2O_3@Y_3Al_5O_(12)纳米短纤维对铝合金基复合材料的增强作用[J]. 复合材料学报 2020(02)
    • [29].表面纳米轴向光子的最新进展[J]. 光学与光电技术 2020(01)
    • [30].中国科学院大学地球与行星科学学院教授琚宜文:践履笃实纳米地质情 创新不息科技强国梦[J]. 中国高新科技 2020(02)

    标签：;  ;  ;  ;  

    电纺丝制备TiO2及其在染料敏化太阳能电池中的应用研究
    下载Doc文档

    猜你喜欢

    © 2024 毕速过 版权所有 鄂ICP备12018319号-5