染料敏化太陽能電池（Dye-sensitized solar cells,DSSCs）因其較低的成本以及相對較高的光電轉(zhuǎn)換效率,被認(rèn)為是傳統(tǒng)硅基太陽能電池的潛在替代者。TiO₂光陽極作為DSSC關(guān)鍵部件之一,對太陽能電池器件的光電轉(zhuǎn)換效率有著重要的影響。傳統(tǒng)P25 TiO₂納米晶光陽極因為其顆粒尺寸較小,對入射光反射能力較差,限制了DSSC光電轉(zhuǎn)換效率的進(jìn)一步提升。本文通過引入較大尺寸的光散射材料,提高光陽極的光散射能力,從而提高DSSC器件的光電轉(zhuǎn)換效率。本論文采用水熱法合成了TiO₂微球。通過調(diào)節(jié)水熱實(shí)驗的實(shí)驗參數(shù),合成了不同尺寸的TiO₂微球,采用SEM、TEM和XRD等分析手段對合成的材料進(jìn)行形貌和結(jié)構(gòu)表征,并將其作為雙層結(jié)構(gòu)光陽極的散射層材料,組裝成DSSC器件進(jìn)行光電性能測試和電化學(xué)阻抗（EIS）測試。研究結(jié)果表明,當(dāng)實(shí)驗條件控制為水熱溫度180℃、水熱時間12h、聚乙烯吡咯烷酮（K30）的用量為2g、飽和氯化鉀的體積為15mL時,所制得TiO₂微球直徑為^... 

【文章來源】：天津大學(xué)天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 前言
    1.2 染料敏化太陽能電池
        1.2.1 染料敏化太陽能電池的結(jié)構(gòu)與工作原理
        1.2.2 染料敏化太陽能電池的產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀
    1.3 DSSC光陽極
        1.3.1 TiO_2光陽極材料
        1.3.2 ZnO光陽極材料
        1.3.3 其他光陽極材料
    1.4 TiO_2光陽極光散射層材料
        1.4.1 一維(1D)光散射層材料
        1.4.2 二維(2D)光散射層材料
        1.4.3 三維(3D)光散射層材料
    1.5 本論文研究內(nèi)容及意義
第2章 實(shí)驗試劑、儀器及測試方法
    2.1 實(shí)驗試劑與儀器
        2.1.1 實(shí)驗試劑
        2.1.2 實(shí)驗儀器
    2.2 DSSC的制備及組裝
        2.2.1 FTO導(dǎo)電玻璃的清洗
        2.2.2 TiO_2漿料的制備
        2.2.3 光陽極的制備及DSSC的組裝
        2.2.4 染料溶液的制備
        2.2.5 電解液的配制
    2.3 材料物理測試方法
        2.3.1 X射線衍射(XRD)
        2.3.2 拉曼光譜(Raman)
        2.3.3 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.3.4 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.3.5 N_2等溫吸脫附測試
        2.3.6 紫外-可見光光譜測試(UV-Vis)
    2.4 材料光電化學(xué)測試方法
        2.4.1 J-V曲線測試
        2.4.2 IPCE單色光轉(zhuǎn)化效率測試
        2.4.3 電化學(xué)交流阻抗測試(EIS)
第3章 TiO_2微球的制備及光電性能表征
    3.1 引言
    3.2 TiO_2微球制備
    3.3 正交實(shí)驗設(shè)計及結(jié)果分析
        3.3.1 正交實(shí)驗方案設(shè)計
        3.3.2 正交實(shí)驗結(jié)果分析
        3.3.3 正交實(shí)驗樣品掃描電子顯微鏡(SEM)分析
    3.4 最佳制備工藝條件下TiO_2微球材料的表征
        3.4.1 X射線衍射(XRD)分析
        3.4.2 N_2等溫吸脫附實(shí)驗分析
        3.4.3 掃描電子顯微鏡(SEM)與透射電子顯微鏡(TEM)分析
        3.4.4 紫外可見光(UV-vis)測試
        3.4.5 J-V曲線測試
        3.4.6 IPCE單色光轉(zhuǎn)化效率測試
        3.4.7 電化學(xué)交流阻抗測試(EIS)
    3.5 本章小結(jié)
第4章 圓餅狀TiO_2材料的制備及光電性能表征
    4.1 引言
    4.2 圓餅狀TiO_2材料的制備
    4.3 圓餅狀TiO_2材料正交實(shí)驗設(shè)計及結(jié)果分析
        4.3.1 正交實(shí)驗方案設(shè)計
        4.3.2 正交實(shí)驗結(jié)果分析
        4.3.3 正交實(shí)驗樣品掃描電子顯微鏡(SEM)分析
    4.4 最佳制備工藝條件下圓餅狀TiO_2材料的表征
        4.4.1 X射線衍射(XRD)分析
        4.4.2 拉曼光譜(Raman)分析
        4.4.3 N_2等溫吸脫附實(shí)驗分析
        4.4.4 掃描電子顯微鏡(SEM)與透射電子顯微鏡(TEM)分析
        4.4.5 紫外可見光(UV-vis)測試
        4.4.6 DSSC光電性能測試
    4.5 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 主要結(jié)論
    5.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝



本文編號：3179219