本文關(guān)鍵詞：氧化物陣列納米結(jié)構(gòu)的制備及其在太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用

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【摘要】：Zn O與Ti O2氧化物的一維垂直陣列納米結(jié)構(gòu)具有獨(dú)特的物理化學(xué)性能,被廣泛應(yīng)用于太陽(yáng)能電池的光陽(yáng)極。本論文制備了Zn O納米棒陣列及Ti O2納米管陣列,并將它們分別應(yīng)用于鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池和染料敏化太陽(yáng)能電池,研究了它們的制備工藝對(duì)光伏性能的影響。主要研究?jī)?nèi)容如下:1.以水熱法在FTO導(dǎo)電玻璃上制備的Zn O納米棒陣列為光陽(yáng)極,通過(guò)兩步法制備有機(jī)無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦(CH3NH3Pb I3)薄膜,并對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征,研究了Zn O納米棒水熱形成時(shí)間、鈣鈦礦前驅(qū)物的濃度對(duì)電池性能的影響,得到納米棒長(zhǎng)度為530 nm左右,Pb I2濃度為1 M時(shí),介觀結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)化效率為5.8%。2.介觀結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的光陽(yáng)極通常是在Ti O2致密層上旋涂Ti O2、Al2O3、Zn O等納米顆粒作為介孔層,不利于采用兩步法在介孔內(nèi)部形成高質(zhì)量的鈣鈦礦薄膜以及空穴傳輸層的滲入。為解決這個(gè)問(wèn)題,我們采用簡(jiǎn)單的水熱生長(zhǎng)法,在Ti O2致密層上生長(zhǎng)較稀疏的Zn O納米棒陣列代替同質(zhì)致密的介孔層結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)不僅改進(jìn)了鈣鈦礦的成膜質(zhì)量以及空穴層的滲入,而且這種一維異質(zhì)結(jié)更利于電子空穴對(duì)的分離以及電子在陽(yáng)極內(nèi)的傳輸,從而大大提高了電池器件的短路電流密度,達(dá)到了24.5 m A/cm2,為目前報(bào)道的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的最高值。這種Ti O2/Zn O一維異質(zhì)結(jié)納米結(jié)構(gòu)對(duì)于設(shè)計(jì)高效率的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池有啟發(fā)意義。3.利用二次陽(yáng)極氧化法在鈦片上制備Ti O2納米管陣列,研究了不同陽(yáng)極氧化時(shí)間對(duì)納米管形貌的影響,探究了納米管形成時(shí)間、退火氣氛對(duì)染料敏化太陽(yáng)能電池性能的影響。
【關(guān)鍵詞】：ZnO納米棒陣列 TiO2-Zn O異質(zhì)結(jié) TiO2納米管陣列 鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池 染料敏化太陽(yáng)能電池
【學(xué)位授予單位】：上海大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TB383.1;TM914.4
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-28
• 1.1 引言11-12
• 1.2 氧化鋅納米材料概述12-17
• 1.2.1 氧化鋅的基本性質(zhì)12-13
• 1.2.2 氧化鋅納米棒陣列的制備方法13-15
• 1.2.3 氧化鋅納米棒陣列的應(yīng)用15-17
• 1.3 二氧化鈦納米管陣列的簡(jiǎn)介17-20
• 1.3.1 二氧化鈦的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)17-18
• 1.3.2 二氧化鈦納米管陣列的制備方法18-20
• 1.3.3 二氧化鈦納米管陣列的應(yīng)用20
• 1.4 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池簡(jiǎn)介20-25
• 1.4.1 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)和工作原理21-23
• 1.4.2 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的發(fā)展現(xiàn)狀23-25
• 1.5 染料敏化太陽(yáng)能電池（DSSC）簡(jiǎn)介25-27
• 1.5.1 染料敏化太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)和工作原理25-26
• 1.5.2 染料敏化太陽(yáng)能電池的發(fā)展現(xiàn)狀26-27
• 1.6 本論文的選題意義和研究?jī)?nèi)容27-28
• 第二章 ZnO納米棒陣列的制備及其在鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用28-45
• 2.1 引言28-29
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分29-33
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑和儀器29-30
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟30-33
• 2.3 結(jié)果與討論33-43
• 2.3.1 ZnO納米棒陣列的表征33-36
• 2.3.2 鈣鈦礦甲基氨基碘化鉛的表征36-38
• 2.3.3 不同長(zhǎng)度ZnO納米棒陣列對(duì)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池性能的影響38-40
• 2.3.4 不同PbI2 濃度對(duì)太陽(yáng)能電池性能的影響40-43
• 2.4 本章小結(jié)43-45
• 第三章 TiO_2-ZnO異質(zhì)結(jié)納米棒的制備及其在鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用45-57
• 3.1 引言45
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分45-49
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑和儀器45-47
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟47-49
• 3.3 結(jié)果與討論49-56
• 3.3.1 TiO_2 致密層的表征49
• 3.3.2 TiO_2-ZnO異質(zhì)結(jié)納米棒陣列的表征49-51
• 3.3.3 不同長(zhǎng)度的TiO_2-ZnO納米棒陣列對(duì)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池性能的影響51-53
• 3.3.4 CH_3NH_3PbI_3 不同退火溫度對(duì)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池性能的影響53-56
• 3.4 本章小結(jié)56-57
• 第四章 TiO_2 納米管陣列的制備及其在染料敏化太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用57-69
• 4.1 引言57-58
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分58-61
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑和儀器58-59
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟59-61
• 4.3 結(jié)果與討論61-67
• 4.3.1 TiO_2 納米管陣列的表征61-63
• 4.3.2 N719 溶液的吸收光譜63-64
• 4.3.3 不同陽(yáng)極氧化時(shí)間的TiO_2 納米管陣列對(duì)染料敏化太陽(yáng)能電池性能的影響64-65
• 4.3.4 不同退火條件對(duì)染料敏化太陽(yáng)能電池性能的影響65-67
• 4.4 本章小結(jié)67-69
• 第五章 結(jié)論與展望69-71
• 5.1 全文結(jié)論69-70
• 5.2 研究展望70-71
• 參考文獻(xiàn)71-80
• 作者在攻讀碩士學(xué)位期間科研成果及所獲獎(jiǎng)項(xiàng)80-81
• 致謝81

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 徐甲強(qiáng),王煥新,張建榮,沈嘉年;微波水解法制備納米ZnO及其氣敏特性研究[J];無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào);2004年06期

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本文編號(hào)：686605