光敏劑是染料敏化太陽能電池中主導(dǎo)光生電子過程的重要部分。研究者們在光敏劑的光譜響應(yīng)能力,能級匹配程度,電子推拉結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行了諸多努力。通過調(diào)節(jié)分子結(jié)構(gòu),設(shè)計合成具有高摩爾吸光系數(shù),優(yōu)秀光譜響應(yīng),合適的氧化還原電位的有機(jī)光敏劑對于染料敏化太陽能電池的應(yīng)用具有重要意義。本文中設(shè)計合成了基于吲哚并咔唑的新型純有機(jī)光敏劑。光敏染料SK201和SK202具有匹配的能級能夠與鈷電解質(zhì)配合使用,通過在供電基團(tuán)上修飾烷氧鏈和長碳鏈以及柔性的苯環(huán)基團(tuán),使得染料吸附在半導(dǎo)體表面時能夠形成有效的阻擋層,阻止氧化還原電對與TiO₂的接觸,從而抑制電子的復(fù)合,提高開路電壓。在SK201的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上添加噻吩基團(tuán)合成了SK202分子。通過理論計算,由于噻吩基團(tuán)體積小,空間位阻作用小,減少了光敏劑供電基團(tuán)和橋基之間的扭轉(zhuǎn)角度,使得SK202分子的平面性大大提高,增強(qiáng)了分子共軛。這一調(diào)整使分子的紫外可見吸收光譜紅移了接近40 nm,極大提高了光敏劑的光譜響應(yīng)能力。同時加入噻吩后的分子的吸電性增強(qiáng),降低了分子的LUMO能級,減少了不必要的能量損失�；赟K202和Co-bpy氧化還原電對的染料敏化... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 染料敏化太陽能電池
        1.1.1 染料敏化太陽能電池結(jié)構(gòu)和工作原理
        1.1.2 評價染料敏化太陽能電池指標(biāo)
        1.1.3 光敏染料
    1.2 鈣鈦礦太陽能電池
        1.2.1 鈣鈦礦材料
        1.2.2 鈣鈦光電池工作原理
        1.2.3 鈣鈦礦薄膜制備方法
        1.2.4 鈣鈦礦材料研究進(jìn)展
        1.2.5 鈣鈦礦電池穩(wěn)定性研究
    1.3 選題依據(jù)
2 基于吲哚并咔唑結(jié)構(gòu)作為電子供體的光敏染料在染料敏化太陽能電池中的性能研究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 儀器
        2.2.2 實驗材料
        2.2.3 染料敏化太陽能電池的組裝
        2.2.4 染料SK201與SK202 的合成與表征
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 光敏染料SK201與SK202 的紫外可見吸收光譜
        2.3.2 染料的吸附量測試
        2.3.3 光敏染料SK201與SK202 的電化學(xué)性質(zhì)
        2.3.4 光敏染料SK201與SK202 的密度泛函理論計算(DFT)
        2.3.5 基于染料SK201和SK202 敏化的染料敏化太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率測試
        2.3.6 基于SK202 敏化的染料敏化太陽能電池的穩(wěn)定性和可重復(fù)性測試
        2.3.7 基于染料SK201和SK202 敏化的染料敏化太陽能電池的電化學(xué)阻抗測試
    2.4 本章小結(jié)
3 有機(jī)染料鈍化鈣鈦礦薄膜缺陷制備高效穩(wěn)定器件的研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 材料與試劑
        3.2.2 實驗儀器
        3.2.3 測試方法
        3.2.4 鈣鈦礦太陽能電池的制作
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 鈣鈦礦薄膜的XRD表征
        3.3.2 鈣鈦礦薄膜的表面形態(tài)表征
        3.3.3 鈣鈦礦薄膜的紫外-可見吸收光譜
        3.3.4 鈣鈦礦薄膜的紅外光譜測試光譜
        3.3.5 鈣鈦礦薄膜的接觸角測試
        3.3.6 有機(jī)染料SK202 鈍化的鈣鈦礦太陽能電池的光電性能測試
        3.3.7 鈣鈦礦電池穩(wěn)定性及重復(fù)性測試
    3.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]四氫喹啉類光敏染料用于染料敏化太陽能電池的研究[D]. 陳瑞奎.大連理工大學(xué) 2007



本文編號：3261702