PPy/TiO_2太阳能电池纳米光阳极的光电性能研究

【摘要】：当前不可再生能源不断消耗，环境污染持续加剧，人类的生存受到极大威胁。太阳能电池是一种将太阳能直接转化电能的装置，发展太阳能电池技术既能很好地解决世界能源危机，又能促进环境保护。 一维纳米材料的TiO2因光生载流子在其界面能有效分离，且传输速度快等独特的物理化学等性能，在光催化、太阳能电池和传感器等方面受到人们极大的关注。虽然纳米TiO2对紫外吸收很强，但对可见光没有吸收，所以常用另一材料来敏化其对太阳光的宽范围吸收，提高其光电转换特性已经成为TiO2太阳能电池研究的焦点。 聚吡咯（PPy）是一种窄带隙p-型半导体，适于敏化n-型二氧化钛。在高分子导电、光学器件、传感器、太阳能电池等方面有许多潜在的应用。 导电聚吡咯(PPy)与纳米TiO2结合而形成p-n型异质结有机一无机复合材料是一种新型的光阳极材料，在太阳能电池和光催化降解有机污染物等领域具有极其广泛的应用前景。 本文主要采用水热法制备出一维TiO2纳米材料，然后用电化学方法在纳米TiO2上沉积PPy，制备出PPy/TiO2复合材料光电极。并对材料进行了形貌、结构和光电性能的系统表征，主要包括SEM（FESEM）、UV-VIS、EIS、C-V等。结果表明：水热法成功地生长TiO2纳米材料，随后并在上面沉积PPy，进行修饰改性，观察到很好的光电响应。 【关键词】：二氧化钛 水热法 聚吡咯 太阳能电池 光伏性能
【学位授予单位】：云南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-18
• 1.1 研究背景和意义7-8
• 1.2 太阳能电池的发展历程8-9
• 1.3 太阳能电池的分类9-10
• 1.4 太阳能电池的基本原理10-13
• 1.4.1 p—n 的形成10-12
• 1.4.2 光伏效应12
• 1.4.3 光电的转换过程12-13
• 1.5 有机高分子太阳能电池的工作原理13-15
• 1.6 太阳能电池性能的表征15-17
• 1.7 本章小结17-18
• 第二章 二氧化钛纳米材料的水热法制备18-44
• 2.1 水热法18-19
• 2.1.1 水热反应的基本原理18
• 2.1.2 水热反应的主要特点18-19
• 2.2 TiO2纳米材料的水热法制备19-43
• 2.2.1 二氧化钛纳米管水热法制备的简单综述19-25
• 2.2.2 TiO2 纳米柱阵列的水热法生长25-43
• 2.3 本章小结43-44
• 第三章 PPy-TiO_2纳米柱阵列复合材料的制备44-59
• 3.1 引言44
• 3.2 实验原理及方法44-47
• 3.2.1 聚吡咯44-45
• 3.2.2 聚吡咯的结构特征及导电机理45
• 3.2.3 聚吡咯的合成方法45-47
• 3.3 PPy/TiO_2纳米柱阵列复合材料的制备47-51
• 3.3.1 吡咯的提纯48-49
• 3.3.2 实验部分49-51
• 3.4 实验结果与分析51-58
• 3.5 本章小结58-59
• 第四章 结论59-60
• 参考文献60-64
• 攻读硕士期间发表的学术论文和研究成果64-65
• 致谢65

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