双D-π-A染料分子的设计和合成及其染料敏化太阳能电池研究
双D-π-A染料分子的设计和合成及其染料敏化太阳能电池研究【摘要】:与传统的硅太阳能电池相比,染料敏化太阳能电池由于具有成本较低和制备工艺简单等优点而受到了广泛关注。在过去的几十年
【学位授予单位】:复旦大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TM914.4
【目录】:
- 摘要7-9
- Abstract9-11
- 第一章 绪论11-47
- 1.1 太阳能资源简介11-12
- 1.2 太阳能电池的分类12-13
- 1.2.1 硅基太阳能电池12
- 1.2.2 多元无机化合物薄膜电池12
- 1.2.3 有机本体异质结太阳能电池12-13
- 1.2.4 染料敏化太阳能电池13
- 1.3 染料敏化太阳能电池的工作原理13-14
- 1.4 染料敏化太阳能电池的性能参数及光电化学研究方法14-18
- 1.4.1 入射单色光子-电子转化效率(IPCE)14-15
- 1.4.2 太阳能电池的输出特性15-16
- 1.4.3 电化学阻抗测试16-18
- 1.4.4 强度调制光电流/光电压测试18
- 1.4.5 光电化学测试参数与太阳能电池性能指标的相互关系18
- 1.5 TiO_2薄膜的研究现状18-19
- 1.6 电解质的研究现状19-21
- 1.6.1 液态电解质的研究现状19-20
- 1.6.2 准固态及固态电解质的研究现状20-21
- 1.6.3 添加剂研究现状21
- 1.6.4 氧化还原电对研究现状21
- 1.7 对电极的研究现状21-22
- 1.8 染料敏化剂的研究现状22-31
- 1.8.1 金属配合物染料的研究现状22-24
- 1.8.2 有机染料的研究现状和进展24-31
- 1.9 双D-π-A染料的研究背景31-32
- 1.10 课题的提出和研究的主要内容32-35
- 参考文献35-47
- 第二章 脱氧胆酸及其钠盐作为共吸附剂的机理研究47-56
- 2.1 引言47
- 2.2 实验部分47-48
- 2.2.1 TiO_2膜紫外光谱的测试47-48
- 2.2.2 TiO_2膜循环伏安曲线的测试48
- 2.2.3 染料敏化太阳能电池的组装48
- 2.3 染料吸附前后TiO_2膜上紫外吸收性质的比较48-49
- 2.4 电化学性质分析和讨论49-50
- 2.5 共吸附剂对TiO_2导带边能级移动的影响50-51
- 2.6 共吸附剂抑制电荷复合对开路光电压的贡献51-52
- 2.7 引入共吸附剂后光伏性能的比较和讨论52-54
- 2.7.1 电池的封装52
- 2.7.2 光伏性能的比较和讨论52-54
- 2.8 本章小结54-55
- 参考文献55-56
- 第三章 噻吩连接的双D-π-A染料的合成及其光伏性能研究56-78
- 3.1 染料的研究背景及设计56-57
- 3.2 实验部分57-61
- 3.2.1 仪器与试剂57
- 3.2.2 染料的合成及表征57-61
- 3.3 染料分子的合成61-62
- 3.4 染料的紫外吸收光谱性质62-63
- 3.5 染料的电化学性质63-65
- 3.6 染料的红外光谱65
- 3.7 染料的密度泛函理论计算65-67
- 3.8 染料FNE91和FNE92的光伏性能67-70
- 3.9 染料结构对TiO_2导带边能级移动的影响70-71
- 3.10 染料结构对电子寿命的影响71-72
- 3.11 染料的电化学阻抗谱分析72-75
- 3.12 本章小结75-76
- 参考文献76-78
- 第四章 双D-π-A染料的结构优化及其光伏性能研究78-102
- 4.1 研究背景及染料设计78-79
- 4.2 实验部分79-85
- 4.2.1 仪器与试剂79
- 4.2.2 染料的合成及表征79-85
- 4.3 染料的紫外吸收光谱性质85-86
- 4.4 染料的电化学性质86-87
- 4.5 染料的红外吸收光谱87-89
- 4.6 染料结构的理论计算及其与其他表征的关联89-92
- 4.7 染料FN92、FNE93和FN94的光伏性能92-94
- 4.8 染料结构对TiO_2导带边能级的影响94-95
- 4.9 染料结构对电子寿命的影响95-96
- 4.10 染料结构对电荷收集效率的影响96-97
- 4.11 染料的电化学阻抗谱分析97-98
- 4.12 本章小结98-99
- 参考文献99-102
- 第五章 基于吲哚咔唑双D-π-A染料的合成及光伏性能研究102-123
- 5.1 研究背景及染料设计102-103
- 5.2 实验部分103-113
- 5.2.1 仪器与试剂103-104
- 5.2.2 染料的合成及表征104-113
- 5.3 染料分子的设计及合成113-115
- 5.4 染料的紫外吸收光谱115-116
- 5.5 染料的电化学性质116-118
- 5.6 染料的密度泛函理论计算118
- 5.7 染料FNE95、FNE96、FNE97和FNE98的光伏性能118-120
- 5.8 染料对TiO_2导带边能级的影响120-121
- 5.9 染料对电子寿命的影响121
- 5.10 本章小结121-122
- 参考文献122-123
- 第六章 基于蒽醌的双D-π-A染料的合成及其光伏性能研究123-137
- 6.1 研究背景与染料设计123
- 6.2 实验部分123-130
- 6.2.1 仪器与试剂123-124
- 6.2.2 染料的合成及表征124-130
- 6.3 染料的合成130
- 6.4 染料的紫外吸收光谱130-132
- 6.5 染料的电化学性质132-133
- 6.6 染料FNE99和FNE100的光伏性能133-134
- 6.7 染料的密度泛函理论计算134-135
- 6.8 本章小结135-136
- 参考文献136-137
- 全文总结137-139
- 发表文章情况139-140
- 致谢140-141
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