首页 > 学术论文

二氧化钛纳晶制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用

来源:论文学术网
时间:2024-08-18 22:13:11
热度:

二氧化钛纳晶制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用【摘要】:本论文研究了不同形貌TiO2纳米晶体(纳晶颗粒、聚集球、纳米棒)的制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用。其主要内容及成果如

【摘要】: 本论文研究了不同形貌TiO2纳米晶体(纳晶颗粒、聚集球、纳米棒)的制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用。其主要内容及成果如下: 1)以钛酸四丁酯为前驱体,采用溶胶凝胶和水热法相结合的方法制备出TiO2纳晶颗粒和TiO2聚集球,并对其形貌、晶型等其它性质进行了分析。TiO2纳晶颗粒的尺寸大约为20-30 nm;TiO2聚集球直径可达2μm;两者均为纯锐钛矿型。对这两种不同膜电极的光散射性能、电子传输性能和光电性能进行了表征。TiO2聚集球膜的散射性比TiO2纳晶小颗粒膜强,这是由聚集球的大尺寸所致。TiO2聚集球膜电极的电子传输速率稍优于纳晶小颗粒膜电极。TiO2颗粒组成电极的电池光电转换效率达到7.26%,聚集球组成电极的电池表现出高的填充因子,光电转换效率达到7.88%。 2)引入四甲基氢氧化铵为添加剂,用同样的方法在偏碱性环境中制备了锐钛矿型TiO2纳米棒。TiO2纳米棒尺寸可控,直径范围在50-150nm左右,长度范围在150-1000 nm左右,为纯的锐钛矿型单晶材料。TMAH对TiO2纳米棒的形成具有结构导向作用,是纳米棒形成的必要条件;其次,钛盐的水-醇解过程对TiO2的形貌有重要影响。所制备的TiO2纳米棒具有优良的光散射性能和电子传输性能,且这些性能与其尺寸大小直接相关,棒长越长,这些性能越强。 3)将TiO2纳米棒作为光散射中心,设计了纯颗粒底层+纳米棒反射层的双层膜结构。这种结构能够综合小颗粒和纳米棒的优势,最终得到了9.23%的光电转换效率。 【关键词】:染料敏化太阳能电池 TiO_2电极 TiO_2纳米棒 四甲基氢氧化铵 光散射
【学位授予单位】:北京化工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TM914.4
【目录】:
  • 摘要4-6
  • ABSTRACT6-13
  • 第一章 绪论13-24
  • 1.1 前言13
  • 1.2 染料敏化太阳能电池(DSSC)的研究现状13-14
  • 1.3 染料敏化太阳能电池的基本结构和工作原理14-16
  • 1.3.1 染料敏化太阳能电池的结构14-16
  • 1.3.2 染料敏化太阳能电池的工作原理16
  • 1.4 染料敏化太阳能电池的光电性能评价16-18
  • 1.5 TiO_2光阳极对DSSC光电性能的影响18-19
  • 1.6 光散射效应在DSSC中的应用19-21
  • 1.6.1 提高光吸收效率的方法19-20
  • 1.6.2 TiO_2薄膜的光散射性能20-21
  • 1.7 TiO_2纳米棒的研究现状21-22
  • 1.8 本课题的设想22-23
  • 1.9 主要研究内容和研究方案23-24
  • 第二章 TiO_2纳晶颗粒的制备及其组装电池的光电性能24-35
  • 2.1 引言24
  • 2.2 实验部分24-26
  • 2.2.1 实验材料与实验仪器24-25
  • 2.2.2 TiO_2纳晶颗粒胶体的制备25
  • 2.2.3 染料敏化TiO_2纳晶薄膜电极的制备25-26
  • 2.2.4 染料敏化电池的组装26
  • 2.3 表征与性能测试26-28
  • 2.4 结果与讨论28-34
  • 2.4.1 TiO_2颗粒组成纳晶薄膜的扫描电镜图28-29
  • 2.4.2 TiO_2纳晶的XRD分析29-30
  • 2.4.3 TiO_2薄膜电极的光散射性能分析30
  • 2.4.4 TiO_2薄膜电极的IMPS分析30-31
  • 2.4.5 TiO_2颗粒组成薄膜电极的光电性能分析31-33
  • 2.4.6 TiO_2聚集球组成薄膜电极的光电性能分析33-34
  • 2.5 本章小结34-35
  • 第三章 不同尺寸TiO_2纳米棒的制备及其组装电池的光电性能35-49
  • 3.1 引言35
  • 3.2 实验材料与实验仪器35
  • 3.3 实验部分35-36
  • 3.4 表征与测量36-37
  • 3.5 结果与讨论37-48
  • 3.5.1 TiO_2纳米棒的制备37-42
  • 3.5.2 TiO_2纳米棒的结晶表征42-44
  • 3.5.3 TiO_2纳米棒的光散射性能44-45
  • 3.5.4 TiO_2纳米棒的强度调制光电流谱(IMPS)分析45-46
  • 3.5.5 不同尺寸纳米棒的光电性能46-48
  • 3.6 本章小结48-49
  • 第四章 基于TiO_2纳米棒为反射中心的DSSC的性能研究49-57
  • 4.1 引言49
  • 4.2 实验与结果49-56
  • 4.2.1 双层膜的构筑49-54
  • 4.2.2 混合膜的构筑54-56
  • 4.3 本章小结56-57
  • 参考文献57-61
  • 致谢61-62
  • 研究成果及发表的学术论文62-63
  • 作者简介63-64
  • 北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书64-65


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

复杂微纳结构的设计合成与物性研究    郭太波

大粒径TiO_2反射层对染料敏化太阳能电池性能改进    张秀坤;吴季怀;范乐庆;黄妙良;林建明;

分级微纳结构ZnO空心球的制备及其光电转换性能    王湘艳;王治强;田汉民;张继远;于涛;于振涛;邹志刚;

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

具有织构缓冲层的二氧化钛纳米棒阵列的染料敏化太阳电池研究    党威武

纳米TiO_2薄膜的制备及其染料敏化的研究    赵南

交流阻抗谱的表示及应用    崔晓莉,江志裕

分级结构纳米材料的液相合成策略    张东凤;牛丽亚;郭林;

ZnS、ZnO、TiO_2微纳结构设计合成与光致发光、光电转换性能研究    张新华

准一维ZnO纳米材料可控制备与物性    韩新海

核—壳结构纳米复合材料的一步液相合成及性质研究    王伟智

半导体纳米线及其阵列可控生长和物性研究    周庆涛

CdS微/纳米材料的控制合成及生长机理研究    盖红德

氧化锌薄膜与纳米棒的制备及其光学性能的研究    魏素凤

ZnO和ZnS一维纳米材料的合成与微观结构    武祥

分等级三维金属氧化物纳米结构和竹节状碳纳米管的制备和表征    薛斌

几种形貌可控半导体纳米材料的合成及其光电性质研究    李红星

染料敏化太阳能电池阻抗分析    巩峰

TiO_2纳晶多孔薄膜的光散射特性    林原,肖绪瑞,张东社,谢普会,张宝文

高透光p型CuSCN薄膜的电沉积制备及机理研究    武卫兵,靳正国,华缜,付亚楠,邱继军

锐钛矿型TiO_2水溶胶的低温制备及其表征    肜建娜;赵修建;刘保顺;何鑫;

一种纳米TiO_2粉体防团聚的新方法    姚超;陈志刚;龚方红;杨绪杰;陆路德;汪信;

卟啉类光敏剂在染料敏化太阳能电池中的应用    吴迪;沈珍;薛兆历;游效曾;

室温稀磁半导体Zn_(0.9)Ni_(0.1)O纳米棒的制备与表征    彭坤;金晖;周灵平;胡爱平;唐元洪;

氧化锌纳米棒的低温水溶液化学制备研究    许磊;蔡洪涛;张天杰;

纳米棒状丁二酮肟镍晶体的制备及表征    陈乘鑫;尹志刚;陈桂花;王炳喜;

钙钛矿La_(0.7)Sr_(0.3)MnO_3的形态及居里温度的研究    亓淑艳;董丽敏;韩志东;张显友;

水热法制备氧化锌纳米棒    吕伟;吴莉莉;朱红梅;魏慧英;吴佑实;

WS_2纳米带的水热合成与表征    马林;夏军保;陈卫祥;李翔;徐铸德;

氢氧化镁纳米丝和纳米棒的合成及表征    龙旭;郭林;李前树;

以SBA-15为模板制备氮化铜纳米棒的研究    张颖;林粱旭;阎子峰;胡喜军;

碱式氯化镁纳米棒的干燥动力学研究    穆小玲;王宝和;

微波法合成硫化铋纳米棒    秦帆;吴际良;吕中;余响林;陈嵘;

化学气相沉积制备硅纳米棒阵列    周炽炜;蔡克峰;

化学气相沉积法无催化制备定向生长硅纳米棒    刘祖琴;唐东升;邹小平;李玉宝;周维亚;王刚;解思深;

TiO_2纳米棒的制备与结构表征    马淑芳;梁建;孙彩云;许并社;

α-MnO_2纳米棒的制备及其电磁性能    管洪涛;王毓德;朱静;陈刚;

羟基磷灰石纳米棒的微波快速合成    刘晶冰;汪浩;严辉;

直接生长在表面的金纳米棒的AFM操纵    魏钟晴;张铮铮;曾程初;

两步法制备CuInS_2/TiO_2复合纳米棒薄膜及光电性质的研究    范俊奇;武四新;

pH值控制水热-热分解法制备介孔氧化铝纤维和纳米棒    刘辉;孙洪军;何选盟;朱振峰;

退火处理对TiO_2单晶纳米棒阵列的结构及染料敏化太阳能电池性能研究    强颖怀;

中孔CO_3O_4纳米棒催化发光传感器快速监测环境VOCs    滕飞;陈敏东;李贵清;

美利用新技术获得树枝状晶体纳米棒    毛黎

TiO_(2)纳晶多孔薄膜    范航

纳米专利及其产品的生命周期价值链分析    艾伦卡(ALENCAR,M.S.M) 安图斯(ANTUNES,A.M.S) 波特(PORTER,A.L)

德研制出比钻石还硬的物质    风影

太阳能电池:让你用得起    李禾

BP耗资50亿美元投入太阳能电池    林昌明 DigiTimes

快速捕获肿瘤的纳米新材料    李素珍

一维纳米功能复合氧化物的低热固相制备及机理研究    自治区科技成果管理办公室 提供

太阳能电池:让“阳光”主宰未来生活    本报记者 张显峰

纳米结构的生物矿材料合成取得重要进展    司瑞

金纳米棒—适配子耦联物的研制及其在体内外肿瘤热疗中的应用研究    杨淑华

基于金纳米棒的生物传感与癌症的光热治疗研究    王健

CdS纳米晶的分子簇直接热解法制备及其结构与性能    李志国

纳米氧化钛光阳极材料控制合成与薄膜结构优化    姜军

硅基材料的制备、表征及其储锂性能研究    王德生

一维半导体纳米材料制备、性能及辐射探测器件研究    李莹滢

基于纳米棒阵列的染料敏化太阳能电池(DSSCs)的制备与性能研究    黄秋柳

氧化铁基异质结构纳米材料的制备及光电性质研究    彭琳琳

ZnO纳米棒/金刚石复合结构的制备及电学性质研究    桑丹丹

CdS纳米棒阵列及其异质结构的制备和光生电荷性质的研究    王凌凌

二氧化钛纳晶制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用    闫晓丹

ZnO花束状晶须及纳米棒的制备与形貌控制    刘长友

PEG和共掺杂对ZnCoO薄膜结构和性能的影响研究    李敏

Ag/N共改性TiO_2中空纳米棒阵列的制备及光催化性能    吴敏

金纳米棒在Au(111)表面的分散及其STM诱导发光初探    何伟臻

ZnO纳米棒/MEH-PPV异质结近紫外电致发光性能的改善研究    王大伟

特殊形貌纳米材料的低热固相化学合成及其表征    曹亚丽

Fe_2O_3纳米粒子和纳米棒的制备研究    姜国华

离子液体中Ⅰ-ⅡB族纳/微米材料的制备    陈楚艳

ZnO纳米棒/MEH-PPV异质结太阳能电池性能的研究    闫悦