染料敏化太阳能电池二氧化钛光阳极研究
染料敏化太阳能电池二氧化钛光阳极研究【摘要】:锐钛矿二氧化钛因是一种宽禁带半导体材料具有广泛发展前景而受到广泛关注,尤其是在染料敏化太阳能电池中的应用引来多数学者的深入研究。在染料
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TM914.4
【目录】:
- 摘要4-6
- Abstract6-10
- 第1章 绪论10-20
- 1.1 选题背景及研究意义10-12
- 1.2 国内外研究现状12-17
- 1.2.1 染料敏化太阳能电池光阳极的研究现状13-15
- 1.2.2 染料敏化太阳能电池染料的研究现状15
- 1.2.3 染料敏化太阳能电池电解液的研究现状15-16
- 1.2.4 染料敏化太阳能电池对电极的研究现状16-17
- 1.3 本文主要研究内容17-20
- 第2章 理论基础与计算方法20-32
- 2.1 密度泛函理论20-26
- 2.1.1 交换关联近似23-24
- 2.1.2 赝势方法24-26
- 2.2 物理性质计算26-29
- 2.2.1 计算过程26-27
- 2.2.2 结构优化27-28
- 2.2.3 能带结构28-29
- 2.2.4 态密度29
- 2.3 计算结果及分析方法29-30
- 2.4 本章小结30-32
- 第3章 纯锐钛矿二氧化钛特性研究32-54
- 3.1 纯锐钛矿结构模型32-33
- 3.2 收敛性测试33-37
- 3.2.1 截断能收敛性测试34-35
- 3.2.2 k-piont的收敛性测试35-37
- 3.3 几何结构优化37-38
- 3.4 能带结构分析38-40
- 3.5 态密度分析40-44
- 3.6 光学性质分析44-49
- 3.6.1 复介电函数44-45
- 3.6.2 复折射率45-46
- 3.6.3 光电导率46-47
- 3.6.4 反射谱47-48
- 3.6.5 吸收谱48-49
- 3.7 载流子的有效质量49-52
- 3.8 本章小结52-54
- 第4章 金属元素掺杂特性研究54-70
- 4.1 金属元素掺杂分析55-61
- 4.1.1 物理模型和计算方法55-56
- 4.1.2 能带结构对比分析56-57
- 4.1.3 态密度对比分析57-61
- 4.2 金属掺杂浓度的研究61-65
- 4.2.1 物理模型和计算方法61-63
- 4.2.2 能带结构对比分析63-64
- 4.2.3 铂原子分态密度对比分析64-65
- 4.2.4 吸收光谱对比分析65
- 4.3 掺杂位置的分析65-69
- 4.3.1 物理模型和计算方法66-67
- 4.3.2 计算数据对比分析67-69
- 4.4 本章小结69-70
- 第5章 有机染料吸附特性研究70-82
- 5.1 纯锐钛矿(101)表面和染料分子模型71-74
- 5.1.1 计算模型及计算细节71-74
- 5.1.2 吸附能计算74
- 5.2 掺杂对吸附能的影响74-78
- 5.2.1 掺杂浓度对吸附能的影响75
- 5.2.2 计算模型和计算结果75-77
- 5.2.3 吸附能计算77-78
- 5.3 掺杂位置对吸附的影响78-80
- 5.3.1 掺杂位置对吸附能的影响78
- 5.3.2 计算模型和计算结果78-79
- 5.3.3 吸附能计算79-80
- 5.4 本章小结80-82
- 第6章 本文总结与展望82-86
- 6.1 全文总结82-83
- 6.2 研究展望83-86
- 参考文献86-94
- 作者简介及科研成果94-96
- 致谢96
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