本文選題：靜電層層自組裝 + 染料敏化太陽電池��； 參考：《中國海洋大學》2014年碩士論文

【摘要】：能源是全球長期關注的熱點之一。隨著化石燃料儲量的急劇減少及其過量使用對環(huán)境產生的顯著危害，可使得再生能源，如風能、水能、核電等，越來越受到世界各國的重視。但它們的應用很大程度上受到地理因素的制約，且需要高昂的設備及維護成本。相比之下，太陽能因其來源廣、無污染等優(yōu)點應用受到了廣泛的關注，具有遠大的應用前景。對電極作為太陽能電池中重要的組成部分，顯著影響光伏參數中的填充因子(FF)，通過增加對電極的反應面積，可有效地提高反應速率，從而進一步提升染料敏化太陽能電池的效率。1991年，Decher發(fā)展了一種基于陰、陽聚電解質間靜電作用為推動力的制備多層膜的層層自組裝法，這種方法制成的多層膜具有較大的比表面積及不同的界面，其在對電極上有良好的應用前景。本論文旨在采用靜電自組裝的方法制備高導電性高催化性多層膜，研究其導電機理，并將其應用于染料敏化太陽能電池的對電極，促進層層自組裝法在染料敏化太陽能電池對電極中的應用。 在論文的第二章中，采用聚乙烯丙基二甲基氯化銨(PDDA)和氧化石墨烯(GO)進行靜電自組裝制備(PDDA/GO)n導電多層膜。實驗表明(PDDA/GO)n導電多層膜的生長方式為均勻線性生長，每一層PDDA/GO導電多層膜的厚度基本一致。(PDDA/GO)n導電多層膜在硫酸溶液介質中的氧化還原反應受擴散作用控制。同時，(PDDA/GO)n導電多層膜的氧化還原中的電荷轉移由膜內的電荷擴散所控制。(PDDA/GO)n導電多層膜的膜電阻幾乎不隨雙層數發(fā)生改變，但(PDDA/GO)n導電多層膜的電導率隨雙層數的增加呈現線性增加的趨勢，這表明隨著雙層數的增加，表面電荷的積累也呈現線性趨勢，表現出電子隧穿效應。光電性能測試表明(PDDA/GO)n導電多層膜的光電流響應高度依賴于雙層膜的沉積周期，且光電流密度隨著沉積周期的增多而迅速增加。這表明光激發(fā)電子同樣具有從GO層底部轉移到頂部的電子隧穿效應。這個獨特的性質在DSSC的對電極中將具有很好的應用。 在論文的第三章中，利用與第二章類似的靜電自組裝的方法，成功地實現了導電聚合物聚吡咯(PPy)與氧化石墨烯(GO)的層層自組裝。實驗結果表明，(PPy/GO)n導電多層膜的生長方式為均勻線性生長。(PPy/GO)n導電多層膜在硫酸溶液介質中的氧化還原反應受擴散作用控制。同時，(PPy/GO)n導電多層膜的氧化還原中的電荷轉移由膜內的電荷擴散所控制。(PPy/GO)n導電多層膜的膜電阻不隨雙層數的增加而改變，但其電導率隨之呈線性增加的趨勢，表現出電子隧穿效應。(PPy/GO)n導電多層膜對電解液的催化性能隨雙層數的增加而增加，且其導電性能也隨之增加，完全符合染料敏化太陽電池(DSSC)對電極的性能要求。將(PPy/GO)n自組裝導電多層膜作為對電極測試其電池效率，電池效率隨雙層數的增加而增加，最高效率為4.86％。 采用靜電自組裝的方法制備了(PDDA/GO)n導電多層膜和(PPy/GO)n導電多層膜，研究了導電多層膜的電學、電化學及光伏性能，，并將(PPy/GO)n導電多層膜應用于DSSC對電極。將靜電自組裝方法應用于DSSC，促進DSSC對電極的發(fā)展。
[Abstract]:Energy is one of the hot spots in the world. With the sharp decrease of fossil fuel reserves and its significant harm to the environment, renewable energy, such as wind energy, water energy, nuclear power, etc., are being paid more and more attention from all countries in the world. But their application is restricted by geographical factors and needs high setting. In contrast, the application of solar energy because of its wide source and no pollution has attracted wide attention and has a great prospect of application. As an important component of solar cells, the electrode has a significant influence on the filling factor (FF) in the photovoltaic parameters, and the reaction area can be effectively enhanced through increasing the reaction area of the electrode. Rate, thus further enhancing the efficiency of dye-sensitized solar cells in.1991 years, Decher developed a multilayer layer self-assembly method based on the electrostatic action of negative and positive polyelectrolytes, which has a larger specific surface area and different interfaces. It has a good application on the electrode. The purpose of this thesis is to prepare high conductivity and high catalytic multilayer films by electrostatic self-assembly, and to study the conductive mechanism and apply them to the electrode of dye sensitized solar cells to promote the application of layer self assembly in the electrode of dye sensitized solar cells.
In the second chapter of the thesis, the electrostatic self assembly (PDDA/GO) N conductive multilayer films are prepared by electrostatic self assembly (PDDA/GO) n using polyethylene propyl two methyl ammonium chloride (PDDA) and graphene oxide (GO). The experiment shows that the growth mode of (PDDA/GO) N conductive multilayer film is uniform linear growth, and the thickness of each layer of PDDA/GO conducting multilayer film is basically the same. (PDDA/GO) n conducting multilayer film The redox reaction in the medium of sulphuric acid solution is controlled by the diffusion effect. At the same time, the charge transfer in the redox of (PDDA/GO) N conductive multilayer film is controlled by the charge diffusion in the membrane. The film resistance of (PDDA/GO) N conductive multilayer film is almost not changed with the double layer number, but the conductivity of (PDDA/GO) N conductive multilayer film increases with the number of two layers The trend of linear increase shows that the accumulation of surface charge also shows a linear trend with the increase of the number of double layers. The photoelectric performance test shows that the photocurrent response of the (PDDA/GO) N conductive multilayer film is highly dependent on the deposition period of the double layer membrane, and the photocurrent density increases rapidly with the increase of the deposition period. Addition. This table shows the electron tunneling effect from the bottom of the GO layer to the top. This unique property will be well applied to the electrode of the DSSC.
In the third chapter of the paper, the layer self assembly of conductive polymer polypyrrole (PPy) and graphene oxide (GO) is successfully realized by the method of electrostatic self-assembly similar to the second chapter. The experimental results show that the growth mode of (PPy/GO) N conductive multilayer film is uniform linear growth. (PPy/GO) n conductive multilayer film in the sulfuric acid solution medium oxygen The redox reaction is controlled by the diffusion effect. At the same time, the charge transfer in the redox of (PPy/GO) N conductive multilayer film is controlled by the charge diffusion in the membrane. The film resistance of (PPy/GO) N conductive multilayer film does not change with the increase of the number of two layers, but its conductivity tends to increase linearly with the electron tunneling effect. (PPy/GO) n electrical conductivity. The catalytic performance of the layer film increases with the increase of the number of two layers, and its electrical conductivity increases, which is fully in line with the performance requirements of the dye sensitized solar cell (DSSC). The efficiency of the (PPy/GO) n self assembled conductive multilayer film as the electrode is increased with the increase of the number of two layers, and the maximum efficiency is 4.8. 6%.
The (PDDA/GO) N conductive multilayer film and (PPy/GO) N conductive multilayer film were prepared by electrostatic self-assembly. The electrical, electrochemical and photovoltaic properties of the conductive multilayer films were studied. The (PPy/GO) N conductive multilayer film was applied to the DSSC pair electrode. The electrostatic self-assembly method was applied to DSSC to promote the development of DSSC to the electrode.
【學位授予單位】：中國海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM914.4

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本文編號：2075200