光陽極材料是染料敏化太陽能電池的重要組成部分,承擔(dān)著吸附染料、傳輸電荷、分離電子和空穴的任務(wù)。傳統(tǒng)的光陽極一般由納米TiO₂或其它半導(dǎo)體氧化物構(gòu)成,由于顆粒尺寸與入射光波長差距較大,部分入射光直接穿越光陽極而無法被利用,引入散射層可以有效解決這一問題。具有亞微米結(jié)構(gòu)的散射層的尺寸與入射光波長相匹配,可以對光有效散射,使其被多次利用,從而提升器件對入射光的利用率,最終提高電池光電性能。本文分別制備了兩種散射層材料應(yīng)用于光陽極中,并通過表征對其效果進(jìn)行了分析:1)將超細(xì)高嶺土進(jìn)行插層處理,利用溶劑熱法使之與TiO₂結(jié)合,并摻雜了稀土元素Yb³⁺,制備了Yb³⁺摻雜高嶺土散射層材料。通過XRD、SEM、BET、Uv-vis、DRS等測試表征了材料的結(jié)構(gòu),運用J-V、EIS、IPCE及OCVD表征了將其制備成器件后的電化學(xué)性能。經(jīng)過測試,發(fā)現(xiàn)引入散射層后器件的性能表現(xiàn)明顯提高,光電轉(zhuǎn)化效率由6.51%提升至7.40%。2)運用溶劑熱法得到了金屬有機MOF骨架材料:MIL-125-NH₂,...

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1染料敏化太陽能電池工作原理示意圖

固態(tài)電解質(zhì)一般指凝膠電解質(zhì)，通過加入固化劑的方法使為介于兩態(tài)間的物質(zhì)，它結(jié)合了液態(tài)和全固態(tài)電解質(zhì)的導(dǎo)率與光電轉(zhuǎn)化效率，還解決了電解質(zhì)溶劑揮發(fā)的問題壽命[42]，成為了電解質(zhì)領(lǐng)域新的研究熱點。極的作用是收集自FTO經(jīng)外電路傳輸過來的電子，并將電子質(zhì)中被氧化的電對還原再生，從而完....

圖2-1P25和高嶺土-Yb散射層樣品的N2吸附-解吸附曲線（a）及孔徑分布曲線（b）

圖2-1P25和高嶺土-Yb散射層樣品的N2吸附-解吸附曲線（a）及孔徑分布曲線（b）Fig.2-1Nitrogenadsorption-desorptionisotherms(a)andpore-sizedistributioncurve(b)for....

圖2-2P25和高嶺土-Yb散射層樣品（a）和P25與K/0Yb樣品（b）的

光陽極對染料的吸附效果。然后繼續(xù)研究了101晶面的半峰全寬，相似地Yb3+摻雜量的高嶺土散射層粉末的半峰全寬數(shù)據(jù)較為類似，但與P25的數(shù)較大差別。根據(jù)Sherrer公式可以計算出各樣品的晶粒尺寸，具體計算方法如下：Dkλβθx/cos公式(在這個公式中，D是晶體....

圖2-3煅燒后的P25粉末：(a)放大30k倍；(b)放大100k倍和K/0.20Yb：(c)放大30k倍；(d)放大100k倍的掃描電鏡圖

第2章改性高嶺土摻雜稀土元素Yb制備光陽極散射層的研究表2-4粉末的平均晶粒尺寸（單位：納米）Table2-4Averagethicknessofagrainsizeofpowder(unit:nm)K/0YbK/0.10YbK/0.20Yb....

本文編號：4043719