离子液体在染料敏化太阳能电池中的应用

【摘要】：离子液体染料敏化太阳能电池（Dye-sensitized solar cell，DSSC）是近几年来逐渐发展起来的一种新型太阳能电池，它由一对光电极、染料敏化剂以及离子液体电解质体系构成。它主要具有光电转换效率高、安全稳定、成本低、制作工艺要求低等优势，从而受到了科学界的密切关注。离子液体DSSC的应用研究中最为关注的问题是如何进一步提高其安全稳定性以及最大程度地提取能量，所以离子液体DSSC的性能研究和性能测试具有十分重要的实际意义和科学意义。 本论文主要工作之一是完成了一个离子液体DSSC的设计方案。通过离子液体DSSC的结构和工作原理，以联吡啶钉配合物染料N719作为染料敏化剂，以3-甲氧基丙腈、1,2-二甲基-3-丙基咪唑碘和硫氰酸胍作为离子液体电解质，以镀Pt导电玻璃作和TiO2半导体薄膜镀为电极组合而成的离子液体DSSC设计方案，其中导电玻璃采用了制绒技术，并着重探讨离子液体电解质对离子液体DSSC性能的影响因数。 工作之二是对离子液体DSSC进行性能测试，探讨不同测试条件对离子液体DSSC性能的影响。在模拟太阳光条件下测试了离子液体DSSC伏安特性，在AM1.5G，光强为100mW/cm2条件下，测得离子液体DSSC样品的短路电流密度为3.88mA/cm2，开路电压为0.65V，填充因子为0.76、光电转换效率为6.92%，电池内阻为0.36欧姆。研究了不同光强条件对离子液体DSSC性能的影响，短路电流密度和开路电压都是随着光强呈线性增长，填充因子随着光强的增大是先增大后减小，呈非线性变化，在60～80mW/cm2的范围内达到最大值，功率转换效率随着光强的增大先增大后减小，呈非线性变化，约在70mW/cm2范围内达到最大值，并分别对其物理机制进行了分析。 【关键词】：染料敏化太阳能电池 离子液体 性能测试 光强
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 第一章 绪论7-13
• 1.1 引言7-8
• 1.2 国内外相关研究8-11
• 1.2.1 太阳能电池发展8-9
• 1.2.2 DSSC 发展9-10
• 1.2.3 离子液体 DSSC 发展10-11
• 1.3 课题来源及研究意义11-12
• 1.4 论文框架结构及主要研究内容12-13
• 第二章 离子液体在 DSSC 中的应用13-23
• 2.1 离子液体的概念13
• 2.2 离子液体发展史13-14
• 2.3 离子液体的特点14-15
• 2.4 离子液体的分类15-16
• 2.5 离子液体的性质16-18
• 2.6 离子液体电解质在 DSSC 应用中的特点18-21
• 2.7 本章小结21-23
• 第三章 离子液体 DSSC 的设计23-36
• 3.1 离子液体 DSSC 的基本结构23-27
• 3.1.1 电极23-25
• 3.1.2 染料敏化剂25-26
• 3.1.3 离子液体电解质26-27
• 3.2 离子液体 DSSC 的工作原理27-29
• 3.3 离子液体 DSSC 的性能指标29-30
• 3.4 离子液体 DSSC 性能的影响因数30-32
• 3.4.1 内部影响因数31-32
• 3.4.2 外部影响因数32
• 3.5 离子液体 DSSC 的设计方案32-34
• 3.5.1 影响 DSSC 性能的因素分析32-33
• 3.5.2 离子液体 DSSC 的设计思路33-34
• 3.6 本章小结34-36
• 第四章 离子液体 DSSC 测试36-45
• 4.1 离子液体 DSSC 的伏安特性测试36-39
• 4.1.1 实验仪器及设备36-37
• 4.1.2 实验测试部分37
• 4.1.3 测试结果和讨论37-39
• 4.2 离子液体 DSSC 的光强特性测试39-43
• 4.2.1 实验仪器及设备39
• 4.2.2 实验测试部分39-40
• 4.2.3 测试结果和讨论40-43
• 4.3 本章小结43-45
• 第五章 总结与展望45-46
• 参考文献46-50
• 附录2 攻读硕士学位期间撰写的论文50-51
• 致谢51

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