本文關(guān)鍵詞：新型染料敏化太陽(yáng)能電池復(fù)合光陽(yáng)極的制備及研究　出處：《西南石油大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：能源是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心因素和戰(zhàn)略資源,是提高人民生活水平的重要物質(zhì)基礎(chǔ),直接影響到國(guó)家安全、可持續(xù)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定。但是傳統(tǒng)的煤、石油、天然氣等化石能源的不可再生性及對(duì)環(huán)境的潛在污染,促使人們開發(fā)和利用可持續(xù)的新能源,也是解決我國(guó)能源危機(jī)和環(huán)境污染的一個(gè)最有效途徑。太陽(yáng)能是取之不盡,用之不竭的清潔能源,太陽(yáng)能電池是利用太陽(yáng)能最重要、最有效的方式之一。自從1991年,瑞士科學(xué)家Gratzel利用納米半導(dǎo)體的多孔性,成功制備了光電轉(zhuǎn)換效率為7.1%的染料敏化納米晶太陽(yáng)能電池(DSSCs)以來。這種太陽(yáng)能電池以其制備工藝較為簡(jiǎn)單、原料便宜、理論轉(zhuǎn)化效率高及對(duì)環(huán)境無污染等特點(diǎn),近年來得到了長(zhǎng)足的發(fā)展,目前獲得的最高轉(zhuǎn)化效率為13%。為了進(jìn)一步的提高染料敏化太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率,本文從其重要組成部分——納米半導(dǎo)體出發(fā),以提高光陽(yáng)極的染料吸附量或者散射性能為主要目的,做了一些研究。此外,本文還對(duì)染料敏化太陽(yáng)能電池應(yīng)用的另外一個(gè)領(lǐng)域——柔性染料敏化太陽(yáng)能電池進(jìn)行了一些研究和探討。本文的研究工作主要有以下幾個(gè)方面： 1.設(shè)計(jì)制備了一種新型的三層ZnO結(jié)構(gòu)的染料敏化太陽(yáng)能電池。首先我們使用兩步法生長(zhǎng)了ZnO納米線作為底層,隨后分別將直接沉淀法、水熱法制備的Zn0納米片組裝的分級(jí)結(jié)構(gòu)微球作為中間層(S-ZnO HMSs)和上層(L-ZnO HMSs),最終獲得了我們?cè)O(shè)想的新型三層ZnO光陽(yáng)極結(jié)構(gòu)。通過結(jié)構(gòu)表征和光電化學(xué)性能測(cè)試發(fā)現(xiàn)S-ZnO HMSs擁有一個(gè)較高的比表面積,能夠有效的提高電池光陽(yáng)極的染料吸附量,且具有良好的光散射性能。同樣表明L-ZnO HMSs在提高電池染料吸附量的同時(shí),能有效的提高電池的光散射性能。最終,這種新型的三層ZnO光陽(yáng)極結(jié)構(gòu)組裝成的電池獲得了一個(gè)最好的光電轉(zhuǎn)換效率(3.21%)。 2.使用水熱法合成出了具有塊狀結(jié)構(gòu)的SrTiO3納米顆粒,并用此顆粒作為染料敏化太陽(yáng)能電池光陽(yáng)極的散射層。通過掃描電鏡(SEM)的表征,可以看出這種顆粒的直徑范圍大概在200-400nm,非常有利于光的散射。通過光電性能和電化學(xué)的測(cè)試,我們發(fā)現(xiàn)刮涂?jī)蓪拥腟rTiO3漿料組裝的電池比刮涂一層SrTiO3漿料的光電性能要好,這主要是由于染料吸附量和光散射性能兩者共同作用引起的。雖然說具有兩層散射層的電池的厚度增加了,光散射性能增加了,但是其染料吸附量卻下降了,致使電池的光電轉(zhuǎn)換效率反而不如刮涂一層散射層的效果好。 3.探索了一種新型的柔性泡沫鎳作為染料敏化太陽(yáng)能電池光陽(yáng)極的基底。泡沫鎳不僅具有良好的柔性性能,且這種多孔、三維及非平面的結(jié)構(gòu)理論上非常有利于光的利用。但是限于制備工藝和泡沫鎳被氧化后形成的NiO等不利因素,并沒有得到理想中的結(jié)果。下一步的工作就是要在此基礎(chǔ)上改進(jìn)制備工藝或者尋求新的泡沫金屬。
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM914.4

【共引文獻(xiàn)】

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8 張?jiān)雒?王t，

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