线状有机/无机杂化太阳能电池的研究

【摘要】：与传统的片状电池相比,线状电池由于其自身结构的优势,能充分利用太阳光,具有柔性、可折叠等特点,近年来发展很快。文献报道的工作主要集中于染料敏化线状电池,对聚合物线状电池的报道很少。本论文致力于制作一系列结构新颖的线状聚合物太阳能电池器件,探索影响器件光电转换性能的机制,主要包含以下两方面内容： (1)以附着于不锈钢丝的氧化锌纳米晶为电子收集极(光阳极),分别以碳纳米管薄膜和纺丝作为透明光阴极,制备线状聚合物太阳能电池,电池的吸光层主要由P3HT:PCBM组成,并用银线作为光阴极进行了对比。通过SEM和IPCE的方法对电池的结构和性能进行了表征,突出了以碳纳米管薄膜和纺丝作为透明光阴极的优势。也对该新颖结构的线状电池进行了一系列性能的测试。此新颖的线状器件光伏效率最高可达2.31%。 (2)用钛线为基底,原位生长的二氧化钛纳米管作为电子收集极(光阳极),分别以碳纳米管薄膜和纺丝作为透明光阴极,制备了线状聚合物太阳能电池。研究了二氧化钛纳米管长度、光阴极材料和不同型号的PEDOT对电池性能的影响。也对该新颖结构的线状电池进行了一系列性能的测试。优化后的器件光伏效率最高达到2.82%。 【关键词】：线状太阳能电池 碳纳米管 TiO_2纳米管 ZnO纳米晶
【学位授予单位】：内蒙古大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 目录7-9
• 缩略词表9-10
• 第一章 绪论10-33
• 1.1 引言10
• 1.2 太阳能电池的分类10-12
• 1.3 有机太阳能电池的简介12-17
• 1.3.1 有机太阳能电池的基本工作原理13-15
• 1.3.2 器件的性能参数15-17
• 1.4 有机/无机杂化太阳能电池的发展概况17-21
• 1.5 线状太阳能电池的发展概况21-24
• 1.6 本课题的主要研究内容与研究意义24-26
• 参考文献26-33
• 第二章 以碳纳米管薄膜与碳纳米管纺丝作为电极的线状聚合物电池的制备及性能表征33-48
• 2.1 前言33-35
• 2.2 实验部分35-37
• 2.2.1 碳纳米薄膜(CNT film)和碳纳米纺丝(CNT yarn)的制备(由北京大学工学院曹安源教授课题组提供)35-36
• 2.2.2 氧化锌纳米晶及其薄膜的制备36-37
• 2.3 器件表征与性能测试37
• 2.4 结果与讨论37-44
• 总结44-45
• 参考文献45-48
• 第三章 基于二氧化钛纳米管线状电池的制备与表征48-67
• 3.1 前言48-49
• 3.2 TIO_2纳米管的形成机理49-50
• 3.3 TIO_2纳米管的制备50-51
• 3.3.1 主要试剂材料50-51
• 3.3.2 实验仪器51
• 3.3.3 器件制备、表征与性能测试51
• 3.3.4 二氧化钛纳米管的制备51
• 3.4 结果与讨论51-53
• 3.5 二氧化钛纳米管在线状电池中的应用53-63
• 3.5.1 实验部分53
• 3.5.2 结果与讨论53-63
• 3.6 实验结论及展望63-64
• 参考文献64-67
• 致谢67-68
• 硕士期间的研究成果68

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