發(fā)布時(shí)間：2017-03-17 16:02

  本文關(guān)鍵詞：氧化鋅納米棒陣列的制備及其作為染料敏化太陽(yáng)能電池陽(yáng)極的性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：作為一種重要的納米結(jié)構(gòu)，氧化鋅納米棒陣列結(jié)構(gòu)具有很大的比表面積和量子尺寸效應(yīng)，具有獨(dú)特的光、電、磁及化學(xué)性質(zhì)，在染料敏化太陽(yáng)能電池中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。但目前用于制備氧化鋅納米棒陣列結(jié)構(gòu)的方法大多較復(fù)雜，步驟較多，且需要輔助試劑、生長(zhǎng)基底昂貴、成本較高，而得到的氧化鋅納米棒陣列的長(zhǎng)度也往往有限，限制了其應(yīng)用。鑒于此，，本文嘗試采用簡(jiǎn)單的一步法在鋅片基底上制備多層氧化鋅納米棒陣列及類似形貌；通過(guò)研究堿性溶液中鋅片表面的腐蝕和氧化鋅生長(zhǎng)過(guò)程，期望構(gòu)造生長(zhǎng)方向可控、比表面積大的氧化鋅陣列結(jié)構(gòu)，并研究其作為染料敏化太陽(yáng)能電池光陽(yáng)極的性能。本文主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下： 1、利用簡(jiǎn)單的溶液法對(duì)基底鋅片進(jìn)行腐蝕，得到具有大比表面積的立體鏤空結(jié)構(gòu)，進(jìn)而以其為基底生長(zhǎng)氧化鋅納米棒陣列，得到大比表面積的氧化鋅納米棒陣列。采用X射線衍射儀（XRD）和掃描電鏡（SEM）分析了產(chǎn)物的晶體結(jié)構(gòu)和顯微形貌，并測(cè)定了其作為染料敏化太陽(yáng)能電池陽(yáng)極的性能。結(jié)果表明，制備的氧化鋅納米棒陣列的開路電壓為0.49V，短路電流密度為3.59mA/cm2，填充因子為32.16%，光電轉(zhuǎn)化效率為0.56%。 2、采用簡(jiǎn)單的溶液化學(xué)法，在乙二胺輔助作用下在鋅基底上制備了多層氧化鋅納米棒陣列，考察了基底溶液濃度、pH、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等對(duì)納米棒陣列生長(zhǎng)的影響。采用XRD和SEM分析了產(chǎn)物的晶體結(jié)構(gòu)和顯微形貌，并測(cè)定了其染料敏化太陽(yáng)能電池性能。結(jié)果表明，提高溫度和基底溶液濃度有利于氧化鋅納米棒的生長(zhǎng)，而提高pH值則有利于多層結(jié)構(gòu)的生成。得到的多層氧化鋅納米棒陣列規(guī)整，納米棒尺寸均勻、比表面積大，其開路電壓為0.62V，短路電流密度為1.82mA/cm2，填充因子為27.56%，光電轉(zhuǎn)化效率為0.31%（該值同相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道值相比略低，具體原因有待于進(jìn)一步探索）。
【關(guān)鍵詞】：氧化鋅 納米棒陣列 染料敏化太陽(yáng)能電池 陽(yáng)極
【學(xué)位授予單位】：河南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：O614.241;TB383.1;TM914.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-36
• 1.1 引言10
• 1.2 氧化鋅的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)10-13
• 1.2.1 氧化鋅的晶體結(jié)構(gòu)10-11
• 1.2.2 氧化鋅納米晶的晶體缺陷11-12
• 1.2.3 氧化鋅的基本性質(zhì)12-13
• 1.3 氧化鋅的功能特性及應(yīng)用13-15
• 1.3.1 光學(xué)性能13-14
• 1.3.2 電學(xué)特性14
• 1.3.3 光催化性能14-15
• 1.4 氧化鋅的不同形貌及制備方法15-16
• 1.5 氧化鋅納米棒陣列16-26
• 1.5.1 氧化鋅納米棒陣列的制備方法16-20
• 1.5.2 氧化鋅納米棒陣列的應(yīng)用20-25
• 1.5.3 ZnO 納米陣列結(jié)構(gòu)的研究發(fā)展25-26
• 1.6 本論文選題依據(jù)及主要工作26-29
• 1.6.1 選題依據(jù)26-27
• 1.6.2 工作基礎(chǔ)27-28
• 1.6.3 研究?jī)?nèi)容28-29
• 參考文獻(xiàn)29-36
• 第二章 多元胺溶液中鋅片的腐蝕研究36-52
• 2.1 引言36
• 2.2 實(shí)驗(yàn)試劑及實(shí)驗(yàn)儀器36-37
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑36-37
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器37
• 2.3 鋅片腐蝕的優(yōu)化條件及機(jī)理探究37-41
• 2.3.1 實(shí)驗(yàn)過(guò)程37-38
• 2.3.2 表征38-39
• 2.3.3 腐蝕機(jī)理探究39-41
• 2.4 各種反應(yīng)因素對(duì)腐蝕的影響探究41-45
• 2.4.1 不同胺類對(duì)鋅片的腐蝕情況研究對(duì)比41-42
• 2.4.2 溫度對(duì)鋅片腐蝕的影響42-43
• 2.4.3 pH 對(duì)鋅片腐蝕的影響43-44
• 2.4.4 不同多元胺的腐蝕規(guī)律44-45
• 2.5 氧化鋅納米棒的生長(zhǎng)45-49
• 2.5.1 腐蝕后直接生長(zhǎng)氧化鋅納米棒45-47
• 2.5.2 預(yù)處理后生長(zhǎng)氧化鋅納米棒47-49
• 2.6 室溫光致發(fā)光性能49-50
• 2.7 總結(jié)50-51
• 參考文獻(xiàn)51-52
• 第三章 多層氧化鋅納米陣列的制備52-78
• 3.1 引言52-53
• 3.2 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器53
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑53
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器53
• 3.3 多層氧化鋅納米棒的制備53-57
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)部分53-54
• 3.3.2 表征54-57
• 3.4 用電化學(xué)方法研究多層陣列的生長(zhǎng)機(jī)制57-59
• 3.4.1 用兩電極體系監(jiān)測(cè)開路電位—時(shí)間曲線57-58
• 3.4.2 用三電極體系監(jiān)測(cè)陽(yáng)極極化曲線58-59
• 3.5 探究多層氧化鋅陣列生長(zhǎng)的影響因素59-73
• 3.5.1 基底溶液濃度的影響探究59-61
• 3.5.2 乙二胺量的影響探究61-62
• 3.5.3 反應(yīng)溫度的影響探究62-63
• 3.5.4 反應(yīng)時(shí)間的影響探究63-64
• 3.5.5 基底溶液溶氧量對(duì)氧化鋅納米陣列生長(zhǎng)的影響64-68
• 3.5.6 嘗試不同的胺類68-70
• 3.5.7 復(fù)合幾種反應(yīng)條件，中間轉(zhuǎn)換反應(yīng)條件70-72
• 3.5.8 各因素的影響規(guī)律72-73
• 3.6 室溫光致發(fā)光性能73
• 3.7 總結(jié)73-75
• 參考文獻(xiàn)75-78
• 第四章 氧化鋅陣列的染料敏化太陽(yáng)能電池性能測(cè)試78-86
• 4.1 引言78-79
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分79-80
• 4.2.1 氧化鋅納米棒陣列的制備79-80
• 4.2.2 染料敏化太陽(yáng)能電池的制備80
• 4.3 性能測(cè)試80-83
• 4.4 總結(jié)83-84
• 參考文獻(xiàn)84-86
• 第五章 總結(jié)與展望86-88
• 攻讀碩士學(xué)位期間完成的學(xué)術(shù)論文88-90
• 致謝90-91

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 傅竹西,林碧霞,祝杰,賈云波,劉麗萍,彭小滔;MOCVD方法生長(zhǎng)的氧化鋅薄膜及其發(fā)光特性[J];發(fā)光學(xué)報(bào);2001年02期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 韓祥云;ZnO納米陣列和非極性薄膜的制備及性能研究[D];華中科技大學(xué);2011年

  本文關(guān)鍵詞：氧化鋅納米棒陣列的制備及其作為染料敏化太陽(yáng)能電池陽(yáng)極的性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：253103