光陽極是染料敏化太陽能電池(DSSCs)的核心組成部分,對DSSCs的性能有重要影響。目前,對光陽極材料進(jìn)行離子摻雜改性、以及制備復(fù)合光陽極等都能有效提高DSSCs的性能。本文采用一鍋溶劑熱法合成銳鈦礦型TiO₂單晶納米棒(TiO₂ NRs)作為光陽極的阻擋層,在阻擋層的基礎(chǔ)上,利用水熱法制備了過渡金屬元素W、Mo進(jìn)行單摻雜TiO₂的復(fù)合光陽極,然后對組裝的DSSCs進(jìn)行了光電性能測試。主要工作內(nèi)容如下:(1)通過一鍋溶劑熱法合成了銳鈦礦型TiO₂單晶納米棒(TiO₂ NRs)。先制備不同濃度的TiO₂ NRs甲苯溶液,然后運(yùn)用兩步旋涂法得到不同厚度的TiO₂NRs阻擋層,與TiO₂介孔層共同組成DSSCs的復(fù)合光陽極。TiO₂ NRs阻擋層由于其良好的電子傳輸通道,提高電子傳輸速率,有利于提高DSSCs的光電性能。當(dāng)TiO₂ NRs阻擋層的厚度為88.58 nm(Ti...

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 太陽能電池發(fā)展過程及意義
        1.2.1 第一代太陽能電池
        1.2.2 第二代太陽能電池
        1.2.3 第三代太陽能電池
    1.3 染料敏化太陽能電池(DSSCs)結(jié)構(gòu)和工作原理
        1.3.1 DSSCs結(jié)構(gòu)
        1.3.2 DSSCs工作原理
    1.4 DSSCs組成部分研究進(jìn)展
        1.4.1 透明導(dǎo)電玻璃
        1.4.2 光陽極半導(dǎo)體材料
        1.4.3 敏化劑
        1.4.4 對電極
        1.4.5 電解質(zhì)
    1.5 改善DSSCs光陽極性能的有效途徑
        1.5.1 表面修飾
        1.5.2 離子取代與摻雜
        1.5.3 制備復(fù)合光陽極
    1.6 論文的選題和主要研究內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)原料、制備及測試表征
    2.1 DSSCs實(shí)驗(yàn)原料與設(shè)備
    2.2 DSSCs光陽極
        2.2.1 TiO₂納米棒(TiO₂NRs)阻擋層的制備
        2.2.2 TiO₂納米晶膠體的制備
        2.2.3 TiO₂納米晶薄膜的制備
    2.3 染料(N719)的制備及敏化
    2.4 Pt對電極
    2.5 I3
-/I^-液體電解液的配制
    2.6 DSSCs的組裝
    2.7 DSSCs測試表征
        2.7.1 X射線(XRD)粉末衍射
        2.7.2 場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)和透射電子顯微鏡(TEM)
        2.7.3 X射線能譜(EDS)和X射線光電子能譜(XPS)
        2.7.4 紫外-可見(UV-Vis)分光光度計(jì)
        2.7.5 I-V特性曲線
        2.7.6 電化學(xué)性能測試(EIS、IMVS、IMPS)
        2.7.7 IPCE測試
第3章 TiO₂NRs阻擋層的制備及在DSSCs的應(yīng)用
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 TiO₂NRs阻擋層的制備
        3.2.2 TiO₂納米晶膠體的制備
        3.2.3 TiO₂復(fù)合光陽極薄膜的制備
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 TiO₂NRs組成和形貌
        3.3.2 TiO₂NRs的UV-Vis光譜
        3.3.3 DSSCs的J-V曲線
        3.3.4 DSSCs的電子傳輸復(fù)合動(dòng)力學(xué)
        3.3.5 DSSCs的IPCE光譜
    3.4 本章小結(jié)
第4章 W⁶⁺摻雜TiO₂復(fù)合光陽極制備及在DSSCs的應(yīng)用
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 TiO₂NRs阻擋層的制備
        4.2.2 W⁶⁺摻雜TiO₂納米晶膠體的制備
        4.2.3 W⁶⁺摻雜TiO₂復(fù)合光陽極薄膜的制備
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 W⁶⁺摻雜TiO₂納米晶組成和形貌
        4.3.2 W⁶⁺摻雜TiO₂復(fù)合光陽極的UV-Vis光譜
        4.3.3 DSSCs的J-V曲線
        4.3.4 DSSCs的電子傳輸復(fù)合動(dòng)力學(xué)
        4.3.5 DSSCs的IPCE光譜
    4.4 本章小結(jié)
第5章 Mo⁵⁺摻雜TiO₂復(fù)合光陽極制備及在DSSCs的應(yīng)用
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 TiO₂NRs阻擋層的制備
        5.2.2 Mo⁵⁺+摻雜TiO₂納米晶膠體的制備
        5.2.3 Mo⁵⁺+摻雜復(fù)合光陽極薄膜的制備
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 Mo⁵⁺+摻雜TiO₂納米晶組成和形貌
        5.3.2 Mo⁵⁺+摻雜TiO₂復(fù)合光陽極的UV-Vis光譜
        5.3.3 DSSCs的J-V曲線
        5.3.4 DSSCs的IPCE曲線
    5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果



本文編號：3917789

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