染料敏化太陽能電池(Dye-Sensitized Solar Cells,簡稱DSSCs)以其相對低的價(jià)格和高的效率以及簡易制備工藝受到學(xué)術(shù)界、科技界和工業(yè)界的普遍關(guān)注。近年來,隨著人們對DSSCs研究的不斷深入,光陽極、對電極、電解質(zhì)、催化劑以及敏化劑等組成部分所涉及的材料與制備工藝不斷地涌現(xiàn)出來,為DSSCs的結(jié)構(gòu)和形態(tài)的優(yōu)化以及制作成本的降低帶來了可能。剛性的“三明治”結(jié)構(gòu)作為傳統(tǒng)DSSCs常見的組成方式,通常由透明導(dǎo)電光學(xué)玻璃基底、納米晶透明光陽極、I3-/I-電解質(zhì)、金屬鉑對電極等組成。常用的透明導(dǎo)電光學(xué)玻璃耐高溫、耐腐蝕、透光性能強(qiáng),同時(shí)可以對電池起到保護(hù)與支撐作用,但是剛性易碎、不易彎曲使其在應(yīng)用上受到限制。金屬鉑對電極具備很好的催化活性、導(dǎo)電性能和化學(xué)穩(wěn)定性,但其儲量有限同時(shí)價(jià)格昂貴,限制了其在產(chǎn)業(yè)化上面的應(yīng)用。因此,研究無鉑、廉價(jià)對電極并制備柔性染料敏化太陽能電池具有重要的意義。本文通過改變傳統(tǒng)DSSCs的剛性基底(透明導(dǎo)電光學(xué)玻璃)和貴金屬鉑對電極,來制備一種柔性、背照式且成本相對低廉的DSSCs。電池以鈦箔作為光陽極基底,CuS網(wǎng)作為對電極,并利用電化學(xué)工作站、太陽能電池測試系統(tǒng)、紫外可見分光光度計(jì)、掃描電子顯微鏡、拉曼光譜儀、X射線衍射儀以及透射電子顯微鏡對其進(jìn)行測試和表征。同時(shí),我們還比較了 40目、60目、80目和100目的CuS網(wǎng)作為對電極的DSSCs的性能,結(jié)果表明以60目的CuS網(wǎng)作為對電極制備的柔性染料敏化太陽能電池效果最好。目前,智能終端的普及正推動(dòng)著柔性電子技術(shù)不停地往前發(fā)展,受鋰電池技術(shù)的限制,柔性供電系統(tǒng)的問題也亟待解決。本工作的開展,對于制備柔性、非鉑染料敏化太陽能電池提供了一種廉價(jià)的方法,也為未來柔性供電系統(tǒng)提供了一種解決的方案。
【學(xué)位單位】：廈門大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM914.4
【部分圖文】：

開創(chuàng)了化學(xué)類“非結(jié)型”電池。經(jīng)過一二十年的發(fā)展，染料敏化太陽能電池效率??已高達(dá)１２％－１３％［１°］。近年來，各種新型的太陽能電池不斷涌現(xiàn)出來。同時(shí)，各種??創(chuàng)新技術(shù)和新材料共同推動(dòng)著太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率不斷得到提升。如圖１－１??所示，基于聚光光伏系統(tǒng)的多結(jié)太陽能電池，倉［Ｊ造了光電轉(zhuǎn)換效率４６％的世界紀(jì)??錄［１１］。??Ｂｅｓｔ?Ｒｅｓｅａｒｃｈ－Ｃｅｌｌ?Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｉｅｓ?＊�。危遥牛�??５２１??????：：一＝二：：??４?卜?ｓ?ｐ?一＾?習(xí)氣―??？－ｓ?＾?Ｉ??３２?￣?〇?＆ｎｓ？？ｏｙｔ？：ａ？３＊？ＭＷ７?？－？，？?＞／＜＊?＞?？－?＇?＊１?￣?＾ＤＢＳ‘???一?ｓ??，２－?，?■，－：．?■ｔ＾＝＝＾ｒ－＇－ｕｒ：?＾￣〇－—?—￣￣－＜蹈：、??８－?ｆ??＾?■?綠線??〇?Ｉ?＞?０＊＊＊Ｔ１?ｉ?｝?ｉ?＞?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?？?＜?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?Ｉ?ｌ?ｌ?ｉ?｛?１?ｉ?？?ｉ?＞?１?ｔ?ｉ?ｉ?）?Ｉ?＜?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?＜?ｔ?？?ｉ?ｔ??１９７５?１９３０?１９８５?１９９０?１＆９５?２０００?２００５?２０１０?２０１５?２０２０??圖１－１各類型太陽能電池最髙效率逐年增長趨勢圖??綜合以上所述，太陽能電池的發(fā)展與其所應(yīng)用的材料密切相關(guān)。按其發(fā)展時(shí)??間與產(chǎn)物大致可以分為四個(gè)階代：??第一階代是太陽能電池的起步發(fā)展階段，通過不斷地技術(shù)積累與實(shí)踐應(yīng)用，??發(fā)展出第一代太陽能電池

ＤＳＳＣｓ的研宂思路也得到了極大的拓展，從傳統(tǒng)的對敏化劑、光陽極、電解液和??對電極的研究，到對電池結(jié)構(gòu)和形態(tài)的研究。??１．３．２染料敏化太陽能電池的結(jié)構(gòu)與工作原理??１．３．?２．?１染料敏化太陽能電池的結(jié)構(gòu)??按照電解質(zhì)的類型，染料敏化太陽能電池可以分為固態(tài)電池和液態(tài)電池，典??型的染料敏化太陽能電池為液態(tài)電池。以納米晶Ｔｉ０２—１７１／—Ｐｔ型染料敏化太??陽能電池為例，如圖１－２所示，整個(gè)電池呈現(xiàn)“三明治”結(jié)構(gòu)，其主要由以下幾??部分組成．？?１）襯底材料（目前常見為透明導(dǎo)電光學(xué)玻璃）；２）透明納米晶半導(dǎo)??體薄膜；３）敏化染料；４）電解質(zhì)，常見為氧化－還原電解質(zhì)溶液（一般是１７１３＿）；??５）對電極，常見的是鍍有一層鉑的導(dǎo)電玻璃。??

擔(dān)光陽極與對電極之間電荷轉(zhuǎn)移與使激發(fā)態(tài)的染料再生的化太陽能電池的一個(gè)重要部分。其一般由可逆性好的氧化還加劑組成。按照存在狀態(tài)的不同，電解質(zhì)可分為液態(tài)電解固態(tài)電解質(zhì)。??外電路傳輸后到達(dá)染料敏化太陽能電池的對電極。作為承與電解質(zhì)氧化還原反應(yīng)的重要一環(huán)，對電極通過收集從光時(shí)促進(jìn)電解質(zhì)氧化還原，加速電解質(zhì)氧化還原電對與陰極而提高太陽能電池效率的作用。??敏化太陽能電池工作原理??
【參考文獻(xiàn)】

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1 李成玉,林原,李學(xué)萍,王正平,馬玉濤,周曉文,馮樹京,肖緒瑞;熱液法低溫制備納晶TiO_2多孔薄膜電極[J];科學(xué)通報(bào);2005年06期

本文編號：2866852