光陽極作為染料敏化太陽能電池（DSSC）的重要部分,起著吸附染料、傳輸電子的作用,對電池的性能有著很大的影響。目前,TiO₂是應(yīng)用最廣泛的光陽極材料,通過對TiO₂材料進行復(fù)合優(yōu)化,電池的性能取得了一定的進展,但其實際轉(zhuǎn)換效率還很低。本文分別制備了TiO₂/多壁碳納米管（MWCNTs）復(fù)合光陽極和TiO₂/MWCNTs-Zn O復(fù)合光陽極以增加電子傳輸速率、降低電子復(fù)合率,并探究各參數(shù)對復(fù)合薄膜及所組裝的DSSC性能的影響。具體內(nèi)容如下:采用溶膠-凝膠水熱法和電流體動力學(xué)技術(shù)（EHD）制備了TiO₂/MWCNTs復(fù)合薄膜。利用SEM、TEM、UV-vis和EIS等表征方法對薄膜進行分析,發(fā)現(xiàn)MWCNTs的加入促進了薄膜介孔結(jié)構(gòu)的形成,增加了薄膜的染料吸附以及電解質(zhì)的滲透,MWCNTs良好的電子傳輸特性加快了TiO₂/MWCNTs復(fù)合薄膜中電子的傳輸,降低了電子的復(fù)合幾率。基于CNT-0.12（0.12 wt.%）復(fù)合光陽極的DSSC獲得了6.21%的轉(zhuǎn)換效... 

【文章來源】：哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的研究背景
    1.2 染料敏化太陽能電池簡介
        1.2.1 染料敏化太陽能電池的結(jié)構(gòu)
        1.2.2 染料敏化太陽能電池的工作原理
    1.3 DSSC光陽極的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.1 TiO_2光陽極材料
        1.3.2 碳材料在光陽極中的應(yīng)用
    1.4 論文選題的目的及研究內(nèi)容
        1.4.1 論文選題的目的
        1.4.2 論文研究內(nèi)容
第2章 實驗材料與研究方法
    2.1 實驗原料與儀器設(shè)備
        2.1.1 主要原料
        2.1.2 主要儀器與設(shè)備
    2.2 TiO_2/MWCNTs復(fù)合光陽極的制備
    2.3 不同浸漬時間的TiO_2/MWCNTs-ZnO復(fù)合光陽極的制備
    2.4 不同厚度的TiO_2/MWCNTs-ZnO復(fù)合光陽極的制備
    2.5 電解質(zhì)的制備
    2.6 電池的組裝
    2.7 表征方法
        2.7.1 X射線衍射(XRD)
        2.7.2 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.7.3 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.7.4 拉曼光譜(Raman)
        2.7.5 能量色散X射線譜(EDS)
        2.7.6 光致發(fā)光譜(PL)
        2.7.7 紫外-可見吸收光譜分析(UV-vis)
        2.7.8 染料吸附量的測試
        2.7.9 電化學(xué)阻抗(EIS)測試
        2.7.10 DSSC的光電性能測試
    2.8 本章小結(jié)
第3章 TiO_2/MWCNTs復(fù)合光陽極的表征及性能研究
    3.1 引言
    3.2 TiO_2/MWCNTs復(fù)合薄膜的結(jié)構(gòu)和性能分析
        3.2.1 TiO_2/MWCNTs復(fù)合薄膜的XRD分析
        3.2.2 TiO_2/MWCNTs復(fù)合薄膜的形貌分析
        3.2.3 TiO_2/MWCNTs復(fù)合薄膜拉曼光譜分析
        3.2.4 TiO_2/MWCNTs復(fù)合薄膜的UV-vis表征
        3.2.5 TiO_2/MWCNTs復(fù)合薄膜的PL分析
        3.2.6 TiO_2/MWCNTs復(fù)合光陽極的EIS分析
        3.2.7 TiO_2/MWCNTs復(fù)合光陽極的J-V曲線分析
    3.3 本章小結(jié)
第4章 TiO_2/MWCNTs-ZnO復(fù)合光陽極光電性能研究
    4.1 引言
    4.2 浸漬時間對TiO_2/MWCNTs-ZnO復(fù)合薄膜結(jié)構(gòu)和性能的影響
        4.2.1 TiO_2/MWCNTs-ZnO復(fù)合薄膜的XRD分析
        4.2.2 TiO_2/MWCNTs-ZnO復(fù)合薄膜的形貌分析
        4.2.3 TiO_2/MWCNTs-ZnO復(fù)合薄膜的EDS分析
        4.2.4 TiO_2/MWCNTs-ZnO復(fù)合薄膜的TEM分析
        4.2.5 TiO_2/MWCNTs-ZnO復(fù)合薄膜的UV-vis分析
        4.2.6 TiO_2/MWCNTs-ZnO復(fù)合薄膜的PL分析
        4.2.7 TiO_2/MWCNTs-ZnO復(fù)合薄膜的EIS分析
        4.2.8 TiO_2/MWCNTs-ZnO復(fù)合薄膜的J-V分析
    4.3 厚度對TiO_2/MWCNTs-ZnO復(fù)合薄膜的結(jié)構(gòu)和性能影響
        4.3.1 TiO_2/MWCNTs-ZnO復(fù)合薄膜的形貌分析
        4.3.2 TiO_2/MWCNTs-ZnO復(fù)合薄膜的UV-vis分析
        4.3.3 TiO_2/MWCNTs-ZnO復(fù)合薄膜的PL分析
        4.3.4 TiO_2/MWCNTs-ZnO復(fù)合薄膜的EIS分析
        4.3.5 TiO_2/MWCNTs-ZnO復(fù)合薄膜的J-V曲線分析
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及獲獎情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]太陽能的開發(fā)與現(xiàn)狀[J]. 范竣溢,王海洋.  電腦知識與技術(shù). 2019(10)
[2]Preparation and performance of dye-sensitized solar cells based on ZnO-modified TiO2 electrodes[J]. Sheng-jun Li 1,2),Yuan Lin 2),Wei-wei Tan 2),Jing-bo Zhang 2),Xiao-wen Zhou 2),Jin-mao Chen 2),and Zeng Chen 1) 1) College of Physics and Electrics,He’nan University,Kaifeng 475004,China 2) Beijing National Laboratory for Molecular Sciences,Key Laboratory of Photochemistry,Institute of Chemistry,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100080,China.  International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2010(01)



本文編號：3634661