由于能源和環(huán)境危機日益嚴重,太陽能電池應運而生,隨著全球光伏行業(yè)的發(fā)展,世界上許多地方都建立了太陽能發(fā)電站。因為電站主要在室外工作,時間久了光伏面板表面不可避免地會被污染物遮擋,極大地影響了電站的發(fā)電效率,造成了巨大的損失。對于這些污染物,如果選擇人工清潔,不僅浪費巨大的人力物力,效果卻不理想,因此發(fā)展光伏面板自清潔技術,顯得十分必要。TiO_2因同時具有光致超親水性和光催化活性,引起了諸多關注。但由于TiO_2折射率高,帶隙寬,導致其在可見光區(qū)的透過率以及對太陽光的利用率不高,基于此,本文對TiO_2進行了改性研究,主要研究成果如下:(1)采用溶膠凝膠法+浸漬提拉技術在玻璃基底上制備TiO_2薄膜,通過對其進行聚乙二醇(PEG2000)改性,研究了PEG加入量和提拉速率對TiO_2表面形貌、透射光譜和自清潔性能的影響。實驗結果表明,隨著PEG添加量的增加,薄膜的孔隙率增大,帶隙減小,光透過率增大,光催化活性和親水性能均得到提高,但是過量的PEG會減小薄膜的空隙,從而導致光催化活性和親水性能降低;提拉速率可以調控薄膜的厚度和微結構,從而實現(xiàn)對薄膜自清潔性能的調控。(2)采用SiO_2對TiO_2薄膜改性,制備了SiO_2-TiO_2復合薄膜,研究了SiO_2添加量對復合薄膜透過率和自清潔性能的影響。研究結果表明,SiO_2與TiO_2進行復合后,薄膜的光透過率提高,適量的SiO_2可以增強TiO_2的光催化活性;隨著SiO_2-TiO_2薄膜厚度的增大,光透過率降低,光催化活性和親水性能提高。(3)采用硅烷偶聯(lián)劑、PEG、氧化錫銻(ATO)對SiO_2-TiO_2復合薄膜進行摻雜改性,研究了該復合薄膜的透過率和自清潔性能,以及退火溫度對該復合薄膜自清潔性能的影響。研究結果表明,添加適量的硅烷偶聯(lián)劑可以提高SiO_2-TiO_2薄膜的光催化活性,但透過率降低;添加適量的PEG可以得到光透過率和光催化活性都較好的薄膜;添加適量ATO可以提高薄膜的光透過率和光催化活性;隨著退火溫度的升高,薄膜的透過率隨之降低,但光催化活性逐漸增強。
【學位單位】：南昌大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TB383.2;TM615
【部分圖文】：

圖 2.1 不同 PEG 含量的 TiO2薄膜的 XRD 圖譜 觀察 TiO2薄膜的表面形貌如圖 2.2 所示，由圖 2.2 可知，進行改性時，薄膜的表面較為均勻致密，沒有明顯的孔。當在溶膠中加入 PEG 后，PEG 起到分散劑的作用，使，并開始生成孔隙。繼續(xù)增加 PEG 添加量，薄膜表面開始TiO2顆粒尺寸分布也開始變得不均勻。當 PEG 的添加量膜表面孔隙的數(shù)量和尺寸都變小。這是因為當對 TiO2薄，TiO2薄膜中的 PEG 發(fā)生分解，生成二氧化碳和水蒸氣孔隙。當溶膠中 PEG 含量較少時，TiO2溶膠粒子和 PEG止了 TiO2粒子發(fā)生團聚，薄膜中 TiO2顆粒尺寸就比較小生成的孔隙也較�。划斎苣z中 PEG 含量繼續(xù)增多時，便分解后在薄膜中生成的孔隙也會變大；當 PEG2000 的添，實際上 PEG 與 TiO2溶膠粒子并非完全均勻結合，所增加到某個臨界值時，PEG 自身會發(fā)生結合，并從溶膠iO結合的 PEG 減少，TiO薄膜中的孔隙數(shù)量相應減少

所示，由圖2.2可知，當未用PEG

.2 不同 PEG 含量的 TiO2薄膜的 SEM 圖。(a) PEG0;(b) PEG1;(c) PEG3;(d AFM 獲得 TiO2薄膜樣品的表面形貌如圖 2.3 所示，TiO2薄膜的 PEG 添加量的增加先增大后減小，未添加 PEG 的薄膜表面粗糙 PEG 添加量增加到 3 g 時，薄膜的表面粗糙度增大到了 9.63 nm PEG 的添加量到 5 g 時，薄膜的表面粗糙度反而降到了 7.07 nm經(jīng)退火處理后，薄膜中的 PEG 發(fā)生分解，在薄膜中生成氣孔，T向生長，增加的凸起使得薄膜的表面粗糙度增大，根據(jù)對圖 2.2 溶膠中加入的 PEG 含量大于一定值時，薄膜中生成的氣孔反而會

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本文編號：2830605