本文關(guān)鍵詞： 染料敏化太陽(yáng)能電池 二氧化鈦 納米棒 復(fù)合薄膜　出處：《哈爾濱理工大學(xué)》2014年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：在眾多類(lèi)型的太陽(yáng)能電池中，染料敏化太陽(yáng)能電池（DSSC）以其原材料來(lái)源豐富，制作工藝簡(jiǎn)單，及其超低的成本等特點(diǎn)得到快速發(fā)展，成為各國(guó)新能源研究方向的熱點(diǎn)。但是，這種電池本身還存在很多問(wèn)題，，有待于我們進(jìn)一步的研究。由于納米棒、納米管及納米線等一維結(jié)構(gòu)具有較大的長(zhǎng)徑比而能定向傳輸電子，降低了光生電子與空穴復(fù)合的幾率，能有效提高了光生電子的利用率，繼而達(dá)到提高DSSC光電轉(zhuǎn)換效率的目的。 本文通過(guò)溶膠-凝膠法、水熱法分別合成納米TiO_2溶膠和TiO_2納米棒粉體。采用有機(jī)高分子分散劑（PVA）作為分散劑獲得鍍膜用溶膠，采用電流體動(dòng)力學(xué)（electro-hydrodynamic, EHD）法制備了具有多孔結(jié)構(gòu)的納米TiO_2薄膜及TiO_2納米棒復(fù)合薄膜。并利用X射線衍射（XRD）、透射電鏡（TEM）、掃描電鏡（SEM）對(duì)所得粉體和薄膜進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征。將制備薄膜通過(guò)N3染料敏化、離子液體電解質(zhì)及鉑對(duì)電極組裝電池，進(jìn)行光電性能測(cè)試。 水熱法合成銳鈦礦型TiO_2納米顆粒，粒徑為20nm左右，粒度均勻且結(jié)晶程度完整。水熱法成功合成銳鈦礦型TiO_2納米棒，直徑為20~30nm，長(zhǎng)度約為100~300nm。EHD技術(shù)制備的納米TiO_2薄膜及復(fù)合薄膜中具有從納米級(jí)到微米級(jí)連續(xù)尺寸分布孔隙結(jié)構(gòu)，呈多孔狀態(tài)。復(fù)合薄膜中TiO_2納米棒的分布均勻。在光照強(qiáng)度為AM1.5條件下，含量為20%的TiO_2納米棒的復(fù)合薄膜組裝的DSSC獲得了光電轉(zhuǎn)化效率達(dá)6.40%，相對(duì)于納米TiO_2薄膜（5.0%）光電轉(zhuǎn)換效率提高了28%。
[Abstract]:Among many kinds of solar cells, Dye-sensitized Solar cells (DSSCs) have been developed rapidly because of their rich raw materials, simple manufacturing process and ultra-low cost. However, Dye sensitized solar cells have become a hot spot in the field of new energy research in many countries. There are still many problems in this kind of battery, which need to be further studied. Because the one-dimensional structure such as nanorods, nanotubes and nanowires have a large aspect ratio and can transport electrons directionally, the probability of recombination of photogenerated electrons and holes is reduced. The efficiency of photoelectron conversion can be improved effectively and the efficiency of photovoltaic conversion of DSSC can be improved. In this paper, nanometer TiO_2 sol and TiO_2 nanorod powder were synthesized by sol-gel method and hydrothermal method respectively. Nano-sized TiO_2 thin films with porous structure and TiO_2 nanorod composite films were prepared by electro-hydrodynamic electrohydrodynamic (EHD) method. The powders and films were characterized by X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM) and scanning electron microscopy (SEM). The film was sensitized by N _ 3 dye. Ionic liquid electrolyte and platinum electrode were assembled to test the photoelectric performance of the battery. Anatase TiO_2 nanocrystals were synthesized by hydrothermal method, the particle size was about 20nm, the particle size was uniform and the degree of crystallization was complete. The anatase TiO_2 nanorods were successfully synthesized by hydrothermal method. Nanocrystalline TiO_2 thin films and composite films with a diameter of 20 ~ 30 nm and length of about 100 ~ 300nm.EHD have a continuous size distribution pore structure from nanometer to micron. The distribution of TiO_2 nanorods in the composite film is uniform. When the illumination intensity is AM1.5, The optoelectronic conversion efficiency of DSSC assembled by TiO_2 nanorod composite film with 20% content is 6.40, which is 28% higher than that of nanometer TiO_2 film (5.0%).
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TM914.4;TB383.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1543205