本文關(guān)鍵詞：鈣鈦礦染料及網(wǎng)狀光陽極染料敏化太陽能電池的制備與研究

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【摘要】：染料敏化太陽能電池(DSSCs)具有制備工藝簡單、成本低、環(huán)境友好及相對(duì)較高的光電轉(zhuǎn)換效率,近年來成為新能源領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。敏化染料和光陽極一直都是DSSCs研究中的關(guān)鍵點(diǎn)。本論文對(duì)鈣鈦礦染料的合成與表征以及網(wǎng)狀光陽極染料敏化太陽能電池進(jìn)行了研究。主要內(nèi)容和研究成果如下:制備鈣鈦礦CH3NH3Pb I3與CH3NH3Pb I3-xClx(x=1-3)染料的前驅(qū)溶液,并從前驅(qū)溶液中結(jié)晶出CH3NH3Pb I3和CH3NH3Pb I3-xClx的厚膜,對(duì)所制備鈣鈦礦材料的晶體結(jié)構(gòu)、表面形貌、結(jié)晶過程和光致發(fā)光性能進(jìn)行了表征。結(jié)果表明:所制備的CH3NH3Pb I3厚膜在室溫晶體結(jié)構(gòu)是四方結(jié)構(gòu),CH3NH3Pb I3-xClx(x=1.08)厚膜在室溫晶體結(jié)構(gòu)是立方結(jié)構(gòu);伴隨前驅(qū)溶液中γ-丁內(nèi)酯的蒸發(fā),CH3NH3Pb I3晶體的形成溫度范圍在30~170℃,CH3NH3Pb I3前驅(qū)溶液在差熱分析(DTA)曲線上52℃和136℃位置的放熱峰與形成立方和四方結(jié)構(gòu)的CH3NH3Pb I3有關(guān);伴隨前驅(qū)溶液中N,N-二甲基甲酰胺的蒸發(fā),CH3NH3Pb I3-xClx晶體形成的溫度范圍在30~135℃;CH3NH3Pb I3-xClx形成速率慢于CH3NH3Pb I3的形成速率,前驅(qū)溶液中I和Cl原子的擴(kuò)散影響CH3NH3Pb I3-xClx的x值和晶體形貌。在0.25%NH4F+2.5%蒸餾水+乙二醇電解液中對(duì)鈦網(wǎng)與鈦片進(jìn)行陽極氧化來制備Ti O2納米管陣列。研究了陽極氧化電壓、攪拌電解液方式和Cr2O3微米顆粒超聲震蕩對(duì)Ti O2納米管陣列形貌的影響,并研究了熱處理工藝對(duì)Ti O2納米管陣列晶體類型的轉(zhuǎn)變。結(jié)果表明:在超聲攪拌電解液方式下陽極氧化1.5小時(shí),隨著陽極氧化電壓從30V增加到60V,Ti O2納米管管徑增大;管長分別為3.5?m、5.6?m、8.1?m和4.2?m;當(dāng)陽極氧化電壓為50V時(shí),露出高度有序的Ti O2納米管陣列;當(dāng)陽極氧化電壓過高(60V)或過低(30V、40V)時(shí)陽極氧化后Ti O2納米管陣列表面有非管狀結(jié)構(gòu)。在磁力攪拌電解液方式下,陽極氧化鈦表面都有一層非管狀結(jié)構(gòu),非管狀結(jié)構(gòu)可在含有Cr2O3微米顆粒的超聲震蕩5分鐘后除去,露出高度有序的納米管陣列。陽極氧化后Ti O2納米管為非晶態(tài),在空氣中經(jīng)過450℃,3h退火熱處理后Ti O2納米管變?yōu)殇J鈦礦單晶體。高度有序的銳鈦礦型Ti O2納米管陣列是制備DSSCs光陽極的良好材料。用陽極氧化的鈦片或鈦網(wǎng)做光陽極,用不同材料做網(wǎng)狀光陽極表面的覆蓋層,然后組裝成液體電解質(zhì)染料敏化太陽能電池并對(duì)電池的性能進(jìn)行研究。結(jié)果表明:與表面有非管狀結(jié)構(gòu)的Ti O2納米管相比,高度有序的Ti O2納米管陣列能提高染料灌入納米管的能力,從而提高DSSCs的光電轉(zhuǎn)換效率;鈦網(wǎng)組裝的DSSCs光電轉(zhuǎn)換效率比相同條件下鈦片組裝的DSSCs光電轉(zhuǎn)換效率提高了7.4倍;用Surlyn1702薄膜、普通玻璃和FTO玻璃覆蓋DSSCs的光陽極使電池的光電轉(zhuǎn)換效率分別下降了5%、12%和35%;用硬材料覆蓋層(普通玻璃和FTO玻璃)覆蓋的DSSCs比軟材料覆蓋層(Surlyn1702薄膜)覆蓋的DSSCs填充因子高。
【學(xué)位授予單位】：河南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM914.4

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 管東升;方海濤;逯好峰;孫濤;李峰;劉敏;;陽極氧化TiO_2納米管陣列的制備與摻雜[J];化學(xué)進(jìn)展;2008年12期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 陳卓;高效低成本染料敏化太陽能電池離子液體電解質(zhì)研究[D];大連理工大學(xué);2011年

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本文編號(hào)：1228768