染料敏化太陽能電池（dye-sensitized solar cell,DSSC）由于綠色環(huán)保、原材料豐富、制作工藝簡單且成本低、光電轉(zhuǎn)換效率（photoelectric conversion efficiency,PCE）較高等諸多優(yōu)勢,具有良好的開發(fā)應(yīng)用潛能。針對光陽極的研究一直是DSSC研究的重點(diǎn),多分支TiO2納米線陣列由于具備快速的電子傳輸通道、較好的光散射能力和較高的比表面積,成為最具潛力的光陽極材料之一。此外,利用貴金屬的局域表面等離子體共振效應(yīng),將貴金屬納米材料與TiO2復(fù)合,可以極大地提高光陽極對入射光的吸收利用率,從而提高DSSC的PCE值。論文采用單分散TiO2納米顆粒為晶種制備多分支TiO2納米線光陽極材料,并與采用超重力法合成的單分散銀納米顆粒（Ag nanoparticles,Ag NPs）進(jìn)行復(fù)合,制備具有良好光電性能的TiO2/Ag復(fù)合光陽極材料,重點(diǎn)研究制備工藝條件對光陽極材料形貌和光電性能的影響。主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下。采用平均粒徑約為5 nm、單分散于甲苯中的TiO2納米顆粒為晶種,利用溶劑熱法制備了具有多分支結(jié)構(gòu)的TiO2納米線陣列光陽極材料,研... 

【文章來源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：107 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１?ＤＳＳＣ結(jié)構(gòu)及光電轉(zhuǎn)換原理圖解??Ｆｉｇ．?１－１?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ａｎｄ?ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃ?ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?ＤＳＳＣ??

?北京化工大學(xué)碩士學(xué)位論文???２０－Ｉ???巧?」ｍａｘ??ｉ?１６?ｐ??＿??０．０?０．１?０．２?０．３?０．４?０．５?０．６?０．７?０．８??Ｖｏｌｔａｇｅ?（Ｖ）?／ｎａｘ?＾〇ｃ??圖１－２?ＤＳＳＣ電流密度－電壓典型曲線??Ｆｉｇ．?１－２?Ｃｕｒｒｅｎｔ?ｄｅｎｓｉｔｙ－ｖｏｌｔａｇｅ?ｔｙｐｉｃａｌ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?ＤＳＳＣ??ＤＳＳＣ的Ｊ－Ｖ性能測試在標(biāo)準(zhǔn)條件下進(jìn)行，測試條件為：具有ＡＭ?１．５太陽??光光譜分布的光源，入射光強(qiáng)度為１００?ｍＷ／ｃｍ２，測試溫度為（２５±２）?°Ｃ。典??型的Ｊ－Ｖ曲線如圖１－２所示，以電壓為橫坐標(biāo)、短路電流密度為縱坐標(biāo)。電池開??路電壓表示的是當(dāng)電流為零時的電池電壓，在圖中Ｊ－Ｖ曲線與橫軸的交點(diǎn)對應(yīng)的??值即開路電壓值（見圖中Ｋｅ）；電池短路電流密度表示的是當(dāng)電壓為零時單位面??積上電池的電流值，圖中Ｊ－Ｖ曲線與縱軸的交點(diǎn)對應(yīng)的值即短路電流密度的值??（見圖中Ｊｓｃ）；在Ｊ－Ｖ曲線上總能找到一個點(diǎn)，該點(diǎn)處電壓與電流密度的乘積最??大，則該點(diǎn)所對應(yīng)的橫、縱坐標(biāo)即為和Ｊｍａｘ，該乘積即Ｐｍａｘ，其物理意義為??電池工作時實(shí)際所能達(dá)到的最大功率。??若將入射光功率定義為則填充因子ＦＦ可用如下式（１－７）計(jì)算得出：??ｐ?／?ｘ?Ｆ??ＦＦ?＝?—ＥＳｉ—?＝?———ｍｓ＊．?式（１－７）??＊４Ｘ匕?ＪｓｃｘＶｏｃ??電池的光電轉(zhuǎn)換效率ＰＣＥ可用如下式（１－８）計(jì)算得出：??ｐ?ｊ?Ｘｘ?ＰＦ??ＰＣＥ（％）?＝?－＾?ｘ?１００％?＝￣ａｓ?ｘ?１?〇〇％?式（１?－８?）??Ｐｍ?Ｐｍ??１．２．２．２入射單色光光

為：??ＩＰＣＥ（／ｌ）?＝?ＬＨＥ（／ｌ）＾ｉｎｊ（Ａ）＾ｃ（Ａ）?式（１?－１０）??由于ＩＰＣＥ測量的是單色光下的轉(zhuǎn)換效率，故通過ＩＰＣＥ曲線很容易看出??ＤＳＳＣ對哪一波段的光具有更好的吸收并轉(zhuǎn)化的效果，對于光陽極材料和染料性??能的評價也有一定的參考價值。??１．２．２．３電化學(xué)阻抗譜表征??電化學(xué)阻抗譜（ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ?ｉｍｐｅｄａｎｃｅ?ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ，?ＥＩＳ）是表征?ＤＳＳＣ??電池內(nèi)部電阻及電荷傳輸性能的有效手段。ＤＳＳＣ可以轉(zhuǎn)換成圖１－３?（ａ）所示的??等效電路模型，其中，凡是ＤＳＳＣ中各部分與基底接觸處的串聯(lián)電阻，Ａ是對??電極與電解質(zhì)之間的電荷傳輸電阻，是光陽極／染料／電解質(zhì)界面間的電荷傳輸??電阻，呎為電解質(zhì)中離子擴(kuò)散電阻（也被稱為Ｗａｒｂｕｒｇ擴(kuò)散阻抗），ＣＰＥ１和ＣＰＥ２??分別是與凡和辦對應(yīng)的恒相位角元件［９，１（）］。將ＤＳＳＣ進(jìn)行阻抗測試，測試數(shù)據(jù)??通過軟件模擬可以得到模型中各參數(shù)的值。??Ｒｓ?ＣＰＥ１?ＣＰＥ２??（ａ）?—＾一Ｔ?？?＾ＴＴ￣??Ｒｓ?ＣＰＥ１?ＣＰｔ２??（ｂ）??圖１－３?ＤＳＳＣ等效電路（ａ）基本模型；（ｂ）簡化模型??Ｆｉｇ．?１－３?ＤＳＳＣ?ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ?ｃｉｒｃｕｉｔ?（ａ）?ｂａｓｉｃ?ｍｏｄｅｌ?ａｎｄ?（ｂ）?ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ?ｍｏｄｅｌ??５??


本文編號：3595153