氧化锌纳米结构的制备、表征及在染料太阳能电池中的应用
氧化锌纳米结构的制备、表征及在染料太阳能电池中的应用【摘要】:能源危机迫使人类寻找和开发新的绿色可再生能源。其中,染料敏化太阳能电池是(DSSC),因其原材料价格低廉、制作工艺简单
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TM914.4;TB383.1
【目录】:
- 摘要3-5
- ABSTRACT5-11
- 1 INTRODUCTION11-43
- 1.1 RENEWABLE ENERGY11-15
- 1.1.1 Photovoltaic Devices13-15
- 1.2 BRIEF INTRODUCTION OF DYE-SENSITIZED SOLAR CELLS (DSSCS)15-29
- 1.2.1 Historical background15
- 1.2.2 Working principle of Dye-Sensitized Solar Cells15-17
- 1.2.3 Components of Dye-Sensitized Solar cell17-26
- 1.2.4 Performance Description of DSSC (Solar cell external parameters)26-29
- 1.3 MATERIALS DEVELOPMENT AND OPTIMIZATION ATTEMPTS FOR DYE-SENSITIZED SOLAR CELLS29-34
- 1.3.1 Nanostructured metal Oxide Electrodes29-30
- 1.3.2 Zinc Oxide (ZnO)30-33
- 1.3.3 Titanium Dioxide (TiO2)33-34
- 1.3.4 Other metal Oxides34
- 1.4 PREPARATION METHODS OF NANOSTRUCTURE ZNO34-40
- 1.5 MOTIVATION OF THIS THESIS40-41
- 1.6 RESEARCH GOALS AND MAIN HIGHLIGHTS OF THIS THESIS41-43
- 2 FABRICATION AND PROPERTY OF ZNO THIN FILMS DEPOSITED BY SOL-GEL METHOD43-67
- 2.1 INTRODUCTION43-44
- 2.2 EXPERIMENTAL PROCEDURES44-50
- 2.2.1 Chemicals44
- 2.2.2 ZnO sol-gel preparation44-45
- 2.2.3 Techniques for the Characterization of ZnO nanostructures45-50
- 2.3 RESULTS AND DISCUSSION50-65
- 2.3.1 Effect of Annealing Temperature on the Structural, Morphological and Optical Properties of ZnO Thin Films50-58
- 2.3.2 Effect of Zinc Acetate Concentration on the Structural and Optical Properties of ZnO Thin Films58-65
- 2.4 CONCLUSION65-67
- 3 SYNTHESIS, PROPERITY AND APPLICATION IN DYE-SENSITIZED SOLAR CELL OF ZNO NANOROD ARRAYS GUIDED WITH POLYETHYLENEIMINE VIA HYDROTHERMAL METHOD67-77
- 3.1 INTRODUCTION67-68
- 3.2 EXPERIMENTAL68-69
- 3.2.1 Preparation and Characterization of ZnO Nanorod Arrays68
- 3.2.2 Material Characterization68-69
- 3.3 RESULTS AND DISCUSSION69-74
- 3.3.1 Structural Properties of ZnO nanorods69-70
- 3.3.2 Morphological Properties of ZnO nanorods70-71
- 3.3.3 ZnO Nanorods Synthesis Schemes71-72
- 3.3.4 UV-Vis absorption of N719 dye adsorbed on ZnO nanord arrays films72-73
- 3.3.5 Cell Assembly and Performance73-74
- 3.4 CONCLUSIONS74-77
- 4 SYNTHESIS, CHARACTERIZATION AND APPLICATION OF ZNO NANOWIRES IN DYE-SENSITIZED SOLAR CELLS BY WATER BATH METHOD77-89
- 4.1 INTRODUCTION77-78
- 4.2 EXPERIMENTAL PROCEDURE78-80
- 4.2.1 Preparation and Characterization of ZnO Nanonwire Arrays78-80
- 4.2.2 Material Characterization80
- 4.2.3 DSSCs fabrication80
- 4.3 RESULTS AND DISCUSSION80-88
- 4.3.1 Structural Properties of ZnO nanowires80-82
- 4.3.2 Morphological Properties of ZnO nanowires82-83
- 4.3.3 UV-Vis absorption spectra of N719 dye adsorbed on ZnO nanowries83-84
- 4.3.4 Synthesis Scheme for ZnO nanowires84-86
- 4.3.5 Solar Cell Performance86-88
- 4.4 CONCLUSIONS88-89
- 5 FABRICATION AND CHARACTERISTICS OF ZNO COMPOSITE NOSTRUCTURES AND THEIR INTEGRATION IN DYE-SENSITIZED SOLAR CELLS89-101
- 5.1 INTRODUCTION89-90
- 5.2 EXPERIMENTAL90-93
- 5.2.1 Synthesis of nanoparticles and nanospheres90-91
- 5.2.2 Synthesis of ZnO Nanowire Arrays91-92
- 5.2.3 Material Characterization92
- 5.2.4 DSSCs fabrication92-93
- 5.3 RESULTS AND DISCUSSION93-99
- 5.3.1 Structural Properties of ZnO nanostructures93-94
- 5.3.2 Morphological Properties of ZnO nanostructures94-96
- 5.3.3 Solar Cell Performance96-98
- 5.3.4 UV-Vis absorption of N719 dye adsorbed on ZnO nanostructures films98-99
- 5.4 CONCLUSIONS99-101
- 6 SUMMARY AND FUTURE OUTLOOK101-105
- 6.1 SUMMARY101-103
- 6.2 FUTURE OUTLOOK103-105
- ACKNOWLEDGEMENTS105-107
- REFERENCES107-123
- APPENDIX123-124
- A. PUBLICATIONS123-124
- B. ConFERENCES ATTENDANCES124
- C. PROJECT FUNDS124
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