本文關(guān)鍵詞：高核鉬簇的光電性質(zhì)及其在DSSCs中的應(yīng)用研究

  更多相關(guān)文章： 染料敏化太陽能電池 高核鉬簇 光電性質(zhì) 復(fù)合膜

【摘要】：在化石燃料日驅(qū)枯竭的今天,太陽能已成為新能源開發(fā)與利用領(lǐng)域的重要組成部分。染料敏化太陽能電池(英文簡寫為DSSCs)是模仿光合作用原理將太陽能有效地轉(zhuǎn)換成電能的一種綠色環(huán)保的器件,有著十分可觀的應(yīng)用前景。多金屬氧酸鹽(英文簡寫為POMs),是一類具有納米尺寸的金屬-氧簇類化合物,其種類多樣,并具有獨(dú)特的光電性能,在DSSCs中具有很大的應(yīng)用潛力。在本論文中,我們首次研究了兩例高核鉬簇的光電性質(zhì),并通過溶膠-凝膠法成功地將其引入到DSSCs的光陽極中。研究表明電池的光伏性能得到顯著的提升,同時,我們對高核鉬簇在電池中的作用機(jī)理進(jìn)行了研究。1.首次研究了迄今為止最大的高核鉬簇,直徑大約為6nm的多酸,Na_(48)[H_xMo_(368)O_(1032)(H_2O)_(240)(SO_4)_(48)]·ca.1000H_2O(記作{Mo_(368)})的光電化學(xué)性質(zhì),通過溶膠-凝膠法將TiO_2沉積在其表面形成復(fù)合物。通過掃描電鏡、X射線光電子能譜,紫外可見光譜等方法研究了復(fù)合物的形貌和組成。將此復(fù)合物與P25以一定的質(zhì)量比混合制成DSSCs的光陽極膜。DSSCs的光電轉(zhuǎn)換效率由6.56%提高到7.26%,與單純的P25相比電池性能提高了10.7%。電池的暗電流測試,電化學(xué)阻抗譜和開路電壓衰減測試表明這是由于載流子復(fù)合減少,電子壽命增加的結(jié)果。2.首次利用高核Keplerate型鉬簇,(NH_4)_(42)[MO_(72)~ⅥMo_(60)~ⅤO_(372)(CH_3COO)_(30)(H_2O)_(72)](記作{Mo_(132)})來修飾TiO_2,利用絲網(wǎng)印刷技術(shù)將修飾過的TiO_2與純P25摻雜制備成復(fù)合膜,作為光陽電極應(yīng)用在DSSCs中。并研究了{(lán)Mo_(132)}不同的摻雜比例對電池性能的影響。結(jié)果表明,當(dāng)摻雜比例為5%時,電池的光電轉(zhuǎn)化效率可以達(dá)到7.94%,與純P25相比提高了31.0%。此研究不僅拓展了Keplerate型多酸納米球的應(yīng)用領(lǐng)域同時也為修飾TiO_2電極提供了一個新途徑。
【關(guān)鍵詞】：染料敏化太陽能電池 高核鉬簇 光電性質(zhì) 復(fù)合膜
【學(xué)位授予單位】：東北師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM914.4;O641.4
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• 英文摘要5-8
• 第一章 緒論8-21
• 1.1 多金屬氧酸鹽的介紹8-13
• 1.1.1 高核多金屬氧簇的概述8-9
• 1.1.2 高核鉬簇9-11
• 1.1.3 高核鎢簇11-12
• 1.1.4 高核多酸的應(yīng)用研究12-13
• 1.2 染料敏化太陽能電池13-19
• 1.2.1 DSSCs的工作機(jī)理13-14
• 1.2.2 多金屬氧酸鹽與半導(dǎo)體復(fù)合物的光電響應(yīng)研究14-16
• 1.2.3 多金屬氧酸鹽用于改善DSSCs的光伏性能16-19
• 1.3 選題目的和依據(jù)19-20
• 1.4 實(shí)驗(yàn)試劑與測試手段20-21
• 1.4.1 實(shí)驗(yàn)試劑20
• 1.4.2 測試手段20-21
• 第二章 一種{Mo_(368)}@TiO_2復(fù)合物的：合成,表征及其在DSSCs中的應(yīng)用21-29
• 2.1 引言21-22
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分22
• 2.2.1 {Mo_(368)}@TiO_2復(fù)合物的制備22
• 2.2.2 DSSCs的制作22
• 2.3 結(jié)果和討論22-28
• 2.3.1 {Mo_(368)}的光電性質(zhì)22-23
• 2.3.2 {Mo_(368)}@TiO_2和P25-{Mo_(368)}@TiO_2復(fù)合膜的表征23-25
• 2.3.3 DSSCs的性能25-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第三章 Keplerate型高核鉬簇的光電性質(zhì)研究及其在高效DSSCs中的應(yīng)用29-39
• 3.1 引言29-30
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分30
• 3.2.1 {Mo_(132)}@TiO_2復(fù)合物的制備30
• 3.2.2 光陽極的制備30
• 3.2.3 太陽能電池的組裝30
• 3.3 結(jié)果與討論30-38
• 3.3.1 {Mo_(132)}的光電化學(xué)性質(zhì)30-33
• 3.3.2 {Mo_(132)}@TiO_2復(fù)合物及光陽極的形貌和組成表征33-34
• 3.3.3 基于不同含量{Mo_(132)}@TiO_2光陽極的DSSCs的光伏性能34-36
• 3.3.4 基于{Mo_(132)}@TiO_2的DSSCs性能提高的可能的機(jī)理36-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 參考文獻(xiàn)39-49
• 結(jié)論49-50
• 致謝50-51
• 碩士期間公開發(fā)表論文及著作情況51

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