首页 > 学术论文

微纳NiO的制备及其在染料敏化太阳能电池和气体传感器方面的应用

来源:论文学术网
时间:2024-08-18 22:00:05
热度:

微纳NiO的制备及其在染料敏化太阳能电池和气体传感器方面的应用【摘要】:氧化镍是一种良好的P型功能半导体材料,广泛应用于气体传感器、电池、磁性材料研究、高性能催化剂、陶瓷染料等领域

【摘要】:氧化镍是一种良好的P型功能半导体材料,广泛应用于气体传感器、电池、磁性材料研究、高性能催化剂、陶瓷染料等领域。随着经济的发展和科技的进步,带来的环境污染问题日益严重,人们对有毒或低毒环境气体检测迫切关注,NiO因其具有对挥发性有机蒸汽选择性好、稳定性高的优点,在气体传感器方面引起人们的研究兴趣。此外,面对日益严重的能源问题,太阳能电池的研究和发展极其重要。与常规单晶硅等电池相比,染料敏化太阳能电池具有对环境友好、造价低廉、制备工艺简单、性能稳定等优点。 NiO制备方法简单、性能稳定,本文主要采用沉淀法、水热法和化学浴法制备氧化镍样品,探讨了不同沉淀剂、不同沉淀剂剂量、不同表面活性剂、不同镍源、不同溶剂对产物的影响。并用X射线衍射、扫描电子显微镜、热差重分析等表征手段对制得的材料进行表征和分析。选取化学浴法制备材料制作DSSC器件和气敏传感器件,测试其性能。本文讨论了DSSC器件制作方法、染料及测试条件对电池I-V特性的影响;以及制备气体传感器对乙醇、丙酮、二氧化氮气体的敏感特性、响应恢复特性及稳定性。 研究发现,采用刮涂法制备的DSSC器件随着刮制次数的不同,转换效率有所变化。1、随着刮制次数的增加,DSSC器件的转换效率提高,当刮制层数为5层时效率最高,为0.01446%。2、将刮制五层的DSSC器件分别浸渍于0.5mM C343、0.5mM N3、0.5mMZ907染料中24h,测试结果表明选用C343作为敏化剂时效果最好,短路电流为700A/cm2,转换效率可达0.0270%。3、电源延迟时间分别调成无延迟、5ms、10ms、20ms、50ms、100ms和200ms,测试器件I-V特性。当无延迟时短路电流和开路电压都是最高的,明显高于有延迟条件。 选用化学浴制得中空鸟巢状氧化镍粉体制作传感器器件,分别测试乙醇、丙酮和二氧化氮气体。1、在乙醇浓度为200ppm条件下,最佳工作温度为250℃;在最佳工作温度条件下测试不同浓度下的灵敏度,随着乙醇浓度的增大,器件敏度有所增加,当乙醇浓度为2000ppm时只有2.62。2、在丙酮浓度为200ppm条件下,最佳工作温度为250-275℃左右;在最佳工作温度条件下测试不同浓度丙酮下的灵敏度,当丙酮浓度为2000ppm时灵敏度只有1.771,与浓度为100ppm时的灵敏度1.259相比变化不大,此器件对丙酮气体测试较不敏感。3、将制作的传感器件测试二氧化氮气体时,当NO2浓度为10ppm时最佳工作温度仅为25℃,大大降低了气体测试温度,减小了器件的功耗。 【关键词】:氧化镍 染料敏化太阳能电池 传感器
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TP212;TM914.4;TQ138.13
【目录】:
  • 摘要4-6
  • Abstract6-11
  • 第一章 绪论11-19
  • 1.1 氧化镍应用11-12
  • 1.1.1 气敏材料11
  • 1.1.2 电池电极11
  • 1.1.3 陶瓷染料11-12
  • 1.1.4 催化剂12
  • 1.2 氧化镍制备12-13
  • 1.2.1 沉淀法12
  • 1.2.2 水热与溶剂热合成法12
  • 1.2.3 微乳液法12-13
  • 1.2.4 溶胶-凝胶法13
  • 1.2.5 静电纺丝法13
  • 1.2.6 微波与微波水热法13
  • 1.3 研究背景13-17
  • 1.3.1 染料敏化太阳能电池13-17
  • 1.3.2 气体传感器17
  • 1.4 研究内容17-18
  • 1.5 研究内容18-19
  • 第二章 氧化镍粉体制备与表征19-31
  • 2.1 水热法19-24
  • 2.1.1 不同沉淀剂量19-20
  • 2.1.2 不同表面活性剂20-22
  • 2.1.3 改变前驱物22-24
  • 2.2 溶剂热法24-27
  • 2.2.1 不同前驱物24-25
  • 2.2.2 不同溶剂25-27
  • 2.3 化学浴法27-31
  • 2.3.1 水做溶剂27-29
  • 2.3.2 水和正丁醇做溶剂29-31
  • 第三章 DSSC 器件制作及测试31-35
  • 3.1 浆料配制31
  • 3.1.1 实验药品31
  • 3.1.2 实验流程31
  • 3.2 不同厚度刮膜31-32
  • 3.2.1 刮膜流程31
  • 3.2.2 I-V 测试31-32
  • 3.3 不同染料浸渍32-33
  • 3.4 测试条件讨论33-35
  • 第四章 传感器器件制作及测试35-42
  • 4.1 气敏元件简介35
  • 4.2 器件制作35
  • 4.3 气敏测试35-42
  • 4.3.1 测试乙醇气体35-38
  • 4.3.2 测试丙酮气体38-40
  • 4.3.3 测试二氧化氮气体40-42
  • 第五章 结论42-43
  • 参考文献43-47
  • 作者简介及攻读硕士期间发表的学术论文47-48
  • 致谢48


您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

溶胶-凝胶模板法制备氧化镍纳米线    汤宏伟;王蒋亮;常照荣;苗旺;孙东;

微乳液法制备纳米材料的研究进展    李红;安庆锋;

纳米氧化镍纤维的制备及表征    袁艳林;王志文;于金山;关晓辉;

溶胶-凝胶法的应用研究    张健泓;陈优生;

气敏功能材料的开发和应用    易惠中;

活性氧化镍电极电催化合成二甘醇酸    赵峰鸣;李姗姗;朱英红;马淳安;

静电纺丝技术及其应用    师奇松,于建香,顾克壮,马春宝,刘太奇

一种丝球形氧化镍微粉的制备方法    黄凯,郭学益,刘志宏,张多默

纳米氧化镍的化学法制备技术及研究现状    傅小明;印涛;

微波溶剂热法松香基表面活性剂控制合成氢氧化镍材料    韩春蕊;朱莉伟;刘六军;蒋建新;

半导体材料改性与染料敏化太阳能电池组装与性能测试    张坤峰

低温气敏元件的研制    陆凡,陈诵英,彭小逸,王小平

低功耗常温CO气敏元件    陆凡,王小平,陈诵英,彭少逸

纳米SnO_2的制备及其气敏特性分析    张义华,王学勤,王祥生,牛德芳

醋酸纳米纤维膜的制备及性能表征    陈艳;费燕娜;王银利;王鸿博;高卫东;

氮化钛纳米粉体材料的研究进展    孔祥鹏;赵煜;张林香;王俊文;

静电纺丝法制备聚丙烯腈/聚醋酸乙烯酯复合纳米纤维膜    高大伟;王清清;魏取福;蔡以兵;乔辉;徐凤凤;

煅烧工艺对SnO_2/Al_2O_3纳米纤维结构的影响    陈帮烈;康卫民;

水包油(O/W)型乳液静电纺丝    王清清;魏取福;蔡以兵;高大伟;

溶液雾化焙烧法制备氧化亚镍超细粉体    郭秋松;郭学益;田庆华;

静电纺丝非织造过滤材料研究进展    戴有刚;左保齐;

碱式碳酸镍在空气中的热分解动力学研究    洪建和;宋力;曹瑰华;从长杰;张克立;

抗水解PVA纳米纤维毡的制备研究    窦冠显;覃小红;

溶液雾化法制备镍钴精细粉体材料理论与工艺研究    郭秋松

NASICON材料的气敏及发光特性研究    何月华

NASICON材料与微型气体传感器及检测系统的研究    王彪

超细纤维催化剂的制备及催化加氢性能的研究    于建香

系列毒害气体传感器的研制及其特性研究    钟铁钢

SiBON材料制备技术及反应机理研究    李建权

新型磷酸掺杂季铵盐聚芳醚酮高温质子交换膜材料的制备与性能研究    马文佳

有机薄膜晶体管气体传感器的制备及特性研究    李娴

石墨相氮化碳的制备、表征及其光催化性能研究    陈秀芳

多形态羟基磷灰石粉体、涂层的制备及表征    岳雪涛

溶胶—凝胶法制备NiCuZn铁氧体薄膜和粉体的研究    高良秋

ZnO基纳米棒阵列气敏材料合成与性能    陈伟良

废催化剂热处理产物吸附有机废水的研究    解瑞

非水相酶促合成阿魏酸衍生物及其静电纺速溶超细纤维膜的制备    於洋

抗水解PVA纳米纤维毡的制备及其过滤性能    窦冠显

静电纺MWNTs/PVA/PEO纤维的制备及其结构与性能的研究    张凯莉

SiO_2-Al_2O_3/环氧树脂等离子喷涂涂层复合封孔层的制备与研究    郭明星

磷灰石型硅酸镧电解质的制备与研究    景翠

Sol-Gel法制备NiCuZn铁氧体薄膜性能研究    魏中磊

合成气甲烷化催化剂的制备及催化性能研究    郑荣兵

电场对TiO_2纳米膜光催化性能的影响    黄金球;唐超群;马新国;胡连峰;薛霞;周文斌;

制备镍催化剂时外加磁场对其结构和性能的影响    廖巧丽,梁珍成,戴光,秦永宁

磁场诱导有序排列和自组装的研究进展    唐海涛;陈国华;

染料敏化太阳能电池中的光电极制备技术    唐笑;钱觉时;黄佳木;

纳米TiO_2多孔膜的微结构对染料敏化纳米晶太阳能电池性能的影响    王华;王智;钱觉时;唐笑;朱小红;

染料敏化纳米晶TiO_2太阳能电池的界面电荷复合    张琼;贺蕴秋;

聚乙二醇/纳米氢氧化镍溶胶体系稳定性的研究    李琰,潘庆谊,陈海华,程知萱,董晓雯

磁场对制备Fe~(3+)/TiO_2光催化剂结构和性能的影响    尹棋亚;李道荣;赵鹏;吴佐林;罗生军;胡长文;

弱磁场下低温中和法制备纳米MnOOH的研究    傅小明;钟云波;任忠鸣;邓康;徐匡迪;

NiO纳米晶的制备和电化学性能    赵胜利;文九巴;王红康;赵崇军;

染料敏化太阳电池中铂金对电极的制备及性能之比较    李品将;吴季怀;李清华;

染料敏化太阳能电池MO/TiO_2复合薄膜的制备与表征    胡志强;李国;于仙仙;高岩;

纳米氢氧化镍与氧化镍的制备及其电容性能研究    桑林

Ru-ZnO气敏材料的敏感特性研究    徐甲强,胡平,秦建华,谷书华

有毒有害和可燃气体的自动检测技术及其应用    曹晔,张光友,胡文祥

二氧化锡气体传感器对有机磷农药残留的动态检测    黄行九,孟凡利,刘锦淮,皮宗新,余增亮

固相微萃取/二氧化锡气体传感器联用技术对果蔬中有机磷农药残留的快速检测    黄行九,王连超,孙宇峰,孟凡利,刘锦淮

Au-SnO_2高温CO气敏元件的研制    任红军

火灾报警系统中家用可燃气体探测器的选型及使用    葛晓辉;孙峻岭;

美国加州安装温室气体传感器塔    

改性碳纳米管气体传感器    文晓艳;

现代物流运输智能车载终端设计    侯远超;施明智;

几种重要的气体传感器的特性分析    黄楠韬;

纳米硒化银催化发光气体传感器    许淑霞;吕弋;

烟气二氧化硫气体传感器研究进展    梅基强;

La_(0.8)Sr_(0.2)FeO_3甲醛气体传感器研究    王兢;刘丽;纪敏;

一种检测二甲醚气体的新型传感器    曹小安;张润坤;王伟锋;陶颖;

稀土发光材料YVO_4:Eu~(3+)化发光乙醇传感    周琴;吕弋;

基于MSP430的无线气体传感器采集系统    于博;戚金清;王兢;

在线小波变换技术在气体传感器漂移故障检测中的应用    丁晖;刘君华;申忠如;

硅基微结构酞菁锌薄膜气体传感器    孟丽娜;邱成军;左霞;

测定挥发性有机污染物的化学发光气体传感器研究    罗兰;吕弋;

关于CO气体检测仪器的分析    王金凤;

物联天下 传感先行    本报记者 诸玲珍

气体传感器技术研究获突破    于柏林张兆军

低价位氧气传感器    山西 王东升

气味传感器TGS2602及其应用    成都 胥绍禹

汉威电子:深耕气体传感器市场 尚需改变贴牌生产模式    本报记者 洪生

我掌握电化学气体传感器核心技术    柏林

纳米粉体材料与包装“一拍即合”    陈希荣

招才引智促经济发展    马年元 徐炜

拒绝500强收购的远见和回报    本报记者 苏江

气敏传感器简介    重庆 潘建

系列毒害气体传感器的研制及其特性研究    钟铁钢

基于分等级结构氧化物半导体的气体传感器研究    孙鹏

基于声表面波技术的新型气体传感器的研究    李淑红

紫外光激发型半导体氧化物气体传感器的研究    孙鉴波

硅基微结构气体传感器的研制    刘丽

金属氧化物半导体气体传感器气体检测关键问题研究    宋凯

基于稳定氧化锆和氧化物电极的混成电位型车载气体传感器的研究    刁泉

质量敏感型有毒有害气体传感器及阵列研究    孙萍

SnO_2及其复合氧化物气体传感器的修饰改性研究    刘凤敏

碳纳米管电离式气体传感器的基础研究    颜丙勇

全固态电化学一氧化碳传感技术研究    杨明

半固态和全固态控制电位电解型SO_2气体传感器的研究    邵晶

硅基微结构SnO_2气体传感器结构改进研究    刘博

基于气体传感器阵列的混合气体检测系统    王玮

基于离子液体/碳粉电导型气体传感器    李艳

气体传感器智能测试系统和便携式酒精检测仪的研究    贾建

基于虚拟仪器的气体传感器自动测试系统研究    吕坚

γ-Fe_2O_3气体传感器敏感机理与应用研究    谭明伟

聚合物碳黑薄膜的制备及气敏特性研究    周超群

无线传感器网络气体检测节点的研究    张振平