本文關(guān)鍵詞：循環(huán)伏安法在量子點敏化太陽電池電解液中的研究及應(yīng)用

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【摘要】：近年來,量子點敏化太陽電池由于工藝簡單、成本低、效率高、不污染環(huán)境等優(yōu)點,受到了科研工作者的關(guān)注。本論文從量子點敏化太陽電池的重要組成部分之一——電解液出發(fā),研究了一種利用循環(huán)伏安法來評估不同電解液性能優(yōu)劣的方法,在得到期望成果的同時簡化了對電解液研究的工作量,并在此基礎(chǔ)上,制備了一種可以提高量子點敏化太陽電池性能的電解液。本文的主要研究工作如下：1、在同一電解液的條件下,分別研究了不同敏化劑、不同對電極對太陽能電池性能的影響,對電池的制備過程進行優(yōu)化,得到最佳制備工藝條件：當(dāng)采用多硫電解液(2 M Na2S、2MS、0.2 M KCl,甲醇與水體積比：7：3)時,以CdS/CdSe作為共敏化劑、PbSe作為對電極所制備的電池具有最高光電轉(zhuǎn)換效率,轉(zhuǎn)換效率為4.7%。2、分別配置不同成分及比例的多硫電解液,采用三電極系統(tǒng)用循環(huán)伏安法對電解液進行掃描。實驗表明,循環(huán)伏安圖中還原峰值電流越高,此種電解液中的氧化還原反應(yīng)(Sn2---S2-)速度越快。同時用不同電解液封裝電池進行光電性能測試,得出光電性能參數(shù),結(jié)果與循環(huán)伏安圖相吻合。結(jié)合電化學(xué)阻抗光譜,本文從理論上解釋了此種電解液具有高光電轉(zhuǎn)換效率的原因,并證實了量子點敏化太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率和電解液循環(huán)伏安圖中陰極峰電流值大小的關(guān)系。因此可以由電解液的循環(huán)伏安圖來判斷其性能的優(yōu)劣,使對電解液的研究工作簡化。3、為了進一步提高電解液的光電性能,向電解液中加入添加劑,通過循環(huán)伏安法的應(yīng)用,最終得出：向多硫電解液(2 M Na2S、2 MS、0.2 M KCl,甲醇與水體積比：7：3)中添加0.05 M DMPⅡ時,以CdS/CdSe作為共敏化劑、PbSe作為對電極所制備的電池獲得了5.14%的光電轉(zhuǎn)換效率。
【關(guān)鍵詞】：量子點敏化太陽電池 電解液 循環(huán)伏安法 光電轉(zhuǎn)換效率
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O646;TM914.4
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 1 緒論12-28
• 1.1 前言12-13
• 1.2 太陽能電池簡介與發(fā)展歷程13-18
• 1.2.1 太陽能電池分類14-15
• 1.2.2 太陽能電池的發(fā)展15-18
• 1.3 量子點敏化太陽能電池18-24
• 1.3.1 量子點的特性18-20
• 1.3.2 量子點敏化太陽能電池的結(jié)構(gòu)20-22
• 1.3.3 量子點敏化太陽能電池的機理22-23
• 1.3.4 提高量子點敏化太陽能電池光電轉(zhuǎn)化效率的方法23-24
• 1.4 循環(huán)伏安法24-25
• 1.5 量子點敏化太陽能電池電解質(zhì)的研究進展25-26
• 1.6 研究意義與研究內(nèi)容26-28
• 1.6.1 研究意義26
• 1.6.2 研究內(nèi)容26-28
• 2 量子點敏化太陽能電池的制作與表征28-33
• 2.1 實驗原料28-29
• 2.2 實驗儀器29
• 2.3 表征儀器29-30
• 2.4 量子點敏化太陽能電池性能參數(shù)30-33
• 2.4.1 光電流密度-光電壓(J-V)特性曲線30-32
• 2.4.2 循環(huán)伏安(CV)特性曲線32-33
• 3 量子點敏化太陽能電池制備條件的優(yōu)化33-44
• 3.1 量子點敏化太陽能電池的制備33-38
• 3.1.1 導(dǎo)電玻璃的清洗33
• 3.1.2 TiO_2漿料的制備33-34
• 3.1.3 TiO_2光陽極的制備34-35
• 3.1.4 量子點的制備35-37
• 3.1.5 對電極的制備37-38
• 3.1.6 多硫電解液的配置38
• 3.1.7 電池的組裝38
• 3.2 不同敏化劑的TIO_2光陽極電池性能對比38-40
• 3.3 不同對電極對CDS/CDSE敏化太陽能電池性能的影響40-42
• 3.4 本章小結(jié)42-44
• 4 循環(huán)伏安法在量子點敏化太陽電池電解液中的研究44-56
• 4.1 多硫電解液的配置44
• 4.2 電極的預(yù)處理44-46
• 4.2.1 溶液的配制44-45
• 4.2.2 玻碳電極的活化45
• 4.2.3 玻碳電極的電催化步驟45-46
• 4.3 電解液的循環(huán)伏安測試46-47
• 4.4 電池性能測試47-54
• 4.4.1 J-V測試48-50
• 4.4.2 電化學(xué)阻抗譜測試50-54
• 4.5 本章小結(jié)54-56
• 5 循環(huán)伏安法在量子點敏化太陽電池電解液中的應(yīng)用56-63
• 5.1 添加劑的選擇及測試56-62
• 5.1.1 循環(huán)伏安測試56-57
• 5.1.2 J-V測試57-58
• 5.1.3 電化學(xué)阻抗譜測試58-60
• 5.1.4 暗電流測試60-61
• 5.1.5 開路電位-時間測試61-62
• 5.2 本章小結(jié)62-63
• 6 結(jié)論與展望63-65
• 6.1 結(jié)論63
• 6.2 展望63-65
• 參考文獻65-70
• 作者簡歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果70-72
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集72

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1 季雷華;高素蓮;張斌;;量子點的合成、毒理學(xué)及其應(yīng)用[J];環(huán)境化學(xué);2008年05期

2 王富;劉春艷;;發(fā)光碳量子點的合成及應(yīng)用[J];影像科學(xué)與光化學(xué);2011年04期

3 伊魁宇;王猛;邵明云;;量子點作為離子探針的分析應(yīng)用[J];廣州化工;2012年11期

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7 徐萬幫;汪勇先;許榮輝;尹端l，

本文編號：576062