论文摘要
传统的太阳能电池的硅材料生产工艺十分复杂和苛刻,而且要消耗大量的电力资源。因此,研发出制造工艺简单、成本低、光电转换效率高和环境友好型太阳能电池是十分重要的,这不仅是适合我国国情的光伏产业发展途径,也是我国发展太阳能电池应用科学和技术的根本途径。与硅基太阳能电池相比,染料敏化太阳能电池(DSSCs)具有制备工艺简单、价廉、轻便、光电转化效率高等特点,被誉为第三代新型太阳能电池。目前,最高的光电转换效率已经超过12.3%。本论文旨在合成一系列纳米结构TiO2,并作为光阳极材料和考察其光电性能,研究纳米结构的光阳极材料与电池的光电性能之间的内在关系,为发展新型高效的太阳能电池奠定理论依据。(1)以水热法合成了TiO2纳米片,并作为光阳极材料,考察了光电性能。系统地研究了光阳极膜厚、染料种类和煅烧时间等对电池光电性能的影响,获得了5.27%的光电转换效率。(2)以水热法合成了尺寸较为均一的纳米管,并应用于染料敏化太阳能电池的光阳极,使组装的电池光电转换效率达到了7.00%。同时,发现经过煅烧热处理的纳米管,由于除去了其中的水,改善了光阳极薄膜的质量和材料的结晶度,从而提高了电池的光电性能。(3)以纳米粒子和纳米管制备了交替层光阳极薄膜,并研究了膜厚度等对电池的光电性能的影响。以N719和D131染料为共敏化剂组装太阳能电池,使光电转化效率达到了8.44%。
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中文摘要Abstract第一章 绪论1.1 前言1.2 染料敏化太阳能电池（DSSCs）1.3 DSSCs的基本结构1.4 DSSCs的工作原理1.5 染料敏化太阳能电池（DSSCs）的性能测定1.5.1 光电转化效率1.5.2 单色入射光光电转换效率（IPCE）测定1.5.3 电化学阻抗谱（EIS）1.6 染料敏化太阳能电池（DSSCs）的研究现状2光阳极研究现状'>1.6.1 TiO2光阳极研究现状1.6.1.1 各种纳米结构1.6.1.2 加快电子传输和抑制电子复合1.6.1.3 混合材料1.6.2 对电极研究现状1.6.3 电解液研究现状1.6.4 染料的研究现状1.7 本论文的选题依据和研究内容1.7.1 本论文的选题依据1.7.2 本论文的主要研究内容第二章 实验2.1 实验仪器和实验试剂2.1.1 实验仪器2.1.2 实验试剂2.2 样品的合成2.3 样品的表征2.3.1 X射线粉末衍射分析（XRD）2.3.2 扫描电镜表面形貌分析（SEM）2.3.3 透射电镜分析（TEM）2.3.4 热重分析（TG）2.4 染料敏化太阳能电池（DSSCs）的光电性能测试2.4.1 Ⅰ-Ⅴ曲线的测试2.4.2 IPCE谱图的测试2.4.3 电化学阻抗谱（EIS）的测试2纳米片合成及其光电性能的研究'>第三章 TiO2纳米片合成及其光电性能的研究3.1 引言3.2 实验部分3.2.1 纳米片的合成3.2.2 纳米片浆料的制备3.2.3 纳米片光阳极的制备3.2.4 太阳能电池组装3.2.5 样品的表征3.2.6 光电性能测试3.3 结果和讨论3.3.1 纳米片的表征3.3.1.1 物相分析3.3.1.2 形貌分析3.3.2 光电性能3.3.2.1 膜厚的影响3.3.2.2 染料的影响3.3.2.3 煅烧时间的影响3.4 结论2纳米管合成及其光电性能的研究'>第四章 TiO2纳米管合成及其光电性能的研究4.1 引言4.2 实验部分4.2.1 纳米管的合成4.2.2 热处理纳米管的合成4.2.3 纳米管和热处理纳米管浆料的制备4.2.4 纳米管和热处理纳米管光阳极的制备4.2.5 太阳能电池组装4.2.6 样品的表征4.2.7 光电性能测试4.3 结果和讨论4.3.1 纳米管的表征4.3.1.1 物相分析4.3.1.2 热重分析4.3.1.3 形貌分析2吸脱附分析'>4.3.1.4 N2吸脱附分析4.3.2 光电性能4.3.2.1 管的光电性能4.3.2.1 热处理纳米管的光电性能4.4 结论第五章 交替层光阳极薄膜的制备和光电性能5.1 引言5.2 实验部分5.2.1 浆料的制备5.2.2 光阳极的制备4处理'>5.2.3 交替层膜光阳极的TICL4处理5.2.4 太阳能电池组装5.2.5 样品的表征5.2.6 光电性能测试5.3 结果和讨论5.3.1 表征5.3.1.1 物相分析5.3.1.2 形貌分析5.3.2 光电性能5.3.2.1 纳米粒子的光电性能5.3.2.2 交替层膜的光电性能5.3.2.2.1 膜厚的影响5.3.2.2.2 纳米粒子、纳米管和交替层膜光电性能的比较5.3.2.2.3 染料共敏化的影响4处理的影响'>5.3.2.2.4 TiCl4处理的影响5.4 结论结论参考文献致谢个人简历
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