發(fā)布時(shí)間：2017-10-22 06:28

  本文關(guān)鍵詞：熱解ZIF-67在DSCs及鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 染料敏化太陽(yáng)能電池 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池 ZIF-67 光電性能

【摘要】：迄今為止,太陽(yáng)能電池已經(jīng)發(fā)展到了第三代。其中,染料敏化太陽(yáng)能電池和鈣鈦礦太陽(yáng)能電池因具有較高的能量轉(zhuǎn)換效率而備受科研人員的青睞。然而,染料敏化電池中常用的對(duì)電極Pt和鈣鈦礦電池中使用的背電極Ag均為貴金屬,存在價(jià)格昂貴、資源有限的缺點(diǎn),限制了染料敏化太陽(yáng)能電池和鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的應(yīng)用與發(fā)展。因此,發(fā)展廉價(jià)的非貴金屬電極材料具有重要的意義。ZIF-67是一類以鉆為中心原子,2-甲基咪唑?yàn)榕潴w的金屬有機(jī)骨架配合物,經(jīng)高溫?zé)峤夂罂梢缘玫降拟挘嫉膹?fù)合物。該復(fù)合物不僅具有較高的導(dǎo)電性還具有良好的催化活性,可以作為染料敏化太陽(yáng)能電池和鈣鈦礦電池的電極材料。因此,本論文針對(duì)染料敏化太陽(yáng)能電池和鈣鈦礦電池中存在的問(wèn)題,制備了熱解ZIF-67,并將其用于染料敏化太陽(yáng)能電池的對(duì)電極和鈣鈦礦電池的背電極。首先優(yōu)化了電極噴涂厚度,進(jìn)一步研究了ZIF-67的熱解溫度及熱解ZIF-67中鈷和氧化鈷的存在對(duì)其電化學(xué)性能的影響。主要研究?jī)?nèi)容如下：(1)熱解ZIF-67的制備及其在DSCs中的應(yīng)用在本部分工作中,首先制備得到ZIF-67,然后將其分別在650℃、750℃、850℃下氮?dú)夥諊刑幚?制備得到不同溫度下的熱解ZIF-67。為了測(cè)試其在染料敏化太陽(yáng)能電池中的性能,首先對(duì)電極的制備過(guò)程進(jìn)行了優(yōu)化,研究了電極噴涂厚度對(duì)電化學(xué)性能的影響,發(fā)現(xiàn)當(dāng)噴涂厚度為5.5μm時(shí)電化學(xué)測(cè)試性能結(jié)果最優(yōu)。進(jìn)一步,研究了不同熱解溫度及Co和CoO的存在對(duì)電化學(xué)性能的影響,發(fā)現(xiàn)850℃下熱解、含有Co和CoO的熱解ZIF-67的電化學(xué)性能最優(yōu)。其電極的能量轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到7.92%,非常接近于Pt對(duì)電極的能量轉(zhuǎn)換效率(8.38%)。以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明熱解ZIF-67是一類很有潛力的DSCs對(duì)電極材料。(2)熱解ZIF-67在鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用針對(duì)鈣鈦礦電池中存在的問(wèn)題,結(jié)合上部分的工作結(jié)果,進(jìn)一步研究了熱解ZIF-67在鈣鈦礦電池中的應(yīng)用。將850℃下制備得到的熱解ZIF-67替代金屬Ag作為鈣鈦礦的背電極材料,制備了基于碳材料且不含空穴傳輸材料的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池,測(cè)試了其在鈣鈦礦電池中的電化學(xué)性能,測(cè)試結(jié)果表明能量轉(zhuǎn)換效率為0.62%,可進(jìn)一步對(duì)熱解ZIF-67進(jìn)行改性處理,增加其導(dǎo)電性,有利于提高鈣鈦礦電池的效率。
【關(guān)鍵詞】：染料敏化太陽(yáng)能電池 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池 ZIF-67 光電性能
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 文獻(xiàn)綜述9-23
• 1.1 染料敏化太陽(yáng)能電池簡(jiǎn)介10-17
• 1.1.1 發(fā)展歷程10-11
• 1.1.2 工作原理11-12
• 1.1.3 光陽(yáng)極12-13
• 1.1.4 光敏劑13-15
• 1.1.5 電解質(zhì)15-16
• 1.1.6 對(duì)電極16-17
• 1.2 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池簡(jiǎn)介17-21
• 1.2.1 發(fā)展歷程17-18
• 1.2.2 工作原理18
• 1.2.3 器件結(jié)構(gòu)18-21
• 1.3 ZIF-67簡(jiǎn)介21-22
• 1.4 本論文選題意義及研究?jī)?nèi)容22-23
• 2 實(shí)驗(yàn)方法23-28
• 2.1 實(shí)驗(yàn)儀器及試劑23-24
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)儀器23-24
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)試劑24
• 2.2 電池的光電性能參數(shù)24-27
• 2.2.1 單色光能量轉(zhuǎn)換效率(IPCE)24-25
• 2.2.2 電流密度-電壓曲線(J-V)25-27
• 2.3 表征及測(cè)試方法27-28
• 3 熱解ZIF-67的制備及其在DSCs中的應(yīng)用28-48
• 3.1 熱解ZIF-67的制備28-31
• 3.2 熱解ZIF-67噴涂厚度對(duì)DSCs能量轉(zhuǎn)換效率的影響31-36
• 3.3 ZIF-67熱解溫度對(duì)DSCs能量轉(zhuǎn)換效率的影響36-40
• 3.3.1 凝膠電解質(zhì)中熱解溫度對(duì)DSCs效率的影響36-38
• 3.3.2 液態(tài)電解質(zhì)中熱解溫度對(duì)DSCs效率的影響38-40
• 3.4 Co和CoO對(duì)DSCs對(duì)電極性能的影響40-47
• 3.5 本章小結(jié)47-48
• 4 熱解ZIF-67在鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用48-53
• 4.1 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池器件的制備49-50
• 4.2 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的性能表征50-52
• 4.3 本章小結(jié)52-53
• 結(jié)論53-54
• 創(chuàng)新點(diǎn)及展望54-55
• 參考文獻(xiàn)55-61
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況61-62
• 致謝62-63

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