SiW_(11)V/石墨烯复合材料的合成及其在光伏体系中的应用

【摘要】：多金属氧酸盐结构稳定,可进行多电子的可逆氧化还原过程,同时通过调节元素组成可使其吸收光谱覆盖几乎整个光谱。上述优异的结构及性质使得多金属氧酸盐具有作为染料敏化太阳能电池中传统染料替代品的潜能,但是由于大多数多酸缺少有效与半导体粒子作用的官能团,且大多数多酸的能级较二氧化钛导带低使得其在染料敏化太阳能电池中的应用受到限制,多数情况下多酸仍旧单一的作为电子受体应用其中。本文我们通过简单并且环境友好的化学还原过程将钒取代的Keggin型多酸(Si W11V)与石墨烯进行复合,将得到的复合材料(Si W11V/graphene-n)引入至二氧化钛薄膜中,掺杂复合材料的薄膜具有更好的光电响应。同时我们研究了不同多酸负载量下的光电响应,发现随着石墨烯层片上多酸负载量的增大,薄膜的光电响应明显提高。这是由于以下几点:1.石墨烯表面仍存在少量含氧官能团,其可以与二氧化钛粒子有效作用,解决了多酸缺少官能团的问题。2.石墨烯带隙为零,同时石墨烯的能级与FTO导电玻璃相近,作为一种二维的电子传输通道可将电子快速、有效的传输至FTO。3.Si W11V的能级处于二氧化钛导带之下,石墨烯能级之上。在光照情况下,Si W11V可以接受二氧化钛导带的电子,同时Si W11V可以吸收近全光谱的太阳光产生大量激发电子,电子可通过石墨烯有效传输。在该体系中Si W11V不仅作为电子受体,同时可作为电子给体。 【关键词】：多金属氧酸盐 石墨烯 复合材料 光电性能
【学位授予单位】：东北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM914.4;TQ127.11
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-6
• 第一章 引言6-18
• 1.1 多金属氧酸盐在染料敏化太阳能电池中的研究进展6-9
• 1.1.1 多金属氧酸盐的概述6
• 1.1.2 染料敏化太阳能电池的简介6-7
• 1.1.3 多金属氧酸盐在染料敏化太阳能电池中的应用研究7-9
• 1.2 石墨烯材料的合成及应用研究进展9-16
• 1.2.1 石墨烯材料概述9-12
• 1.2.2 石墨烯在染料敏化太阳能电池中的应用12-13
• 1.2.3 多酸/石墨烯复合材料的概述13-16
• 1.3 选题目的和依据16-17
• 1.4 实验试剂与测试手段17-18
• 1.4.1 实验试剂17
• 1.4.2 测试手段17-18
• 第二章 钒(IV)取代Keggin型多酸/石墨烯复合材料制备及光电性质研究18-30
• 2.1 引言18
• 2.2 石墨烯材料的制备18-19
• 2.2.1 石墨烯的制备18
• 2.2.2 多酸/石墨烯复合材料的制备18-19
• 2.3 石墨烯材料的表征19-26
• 2.4 二氧化钛薄膜的制备26
• 2.4.1 掺杂SiW11V/graphene-n二氧化钛薄膜的制备26
• 2.5 二氧化钛薄膜光电响应测试26-29
• 2.5.1 不同二氧化钛薄膜光电响应测试26-29
• 2.6 本章小结29-30
• 第三章 结论30-31
• 参考文献31-35
• 致谢35-36
• 硕士期间公开发表论文情况36

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