碳材料在染料敏化太阳能电池光阳极中的应用研究

【摘要】：染料敏化太阳能电池(DSSC)由于其远低于硅太阳能电池的制作价格以及简易的制作工艺,已引起科学家的广泛研究。光阳极是DSSC的核心组件之一,它不仅是染料分子的载体,而且也起着分离和传输电子的作用,研究组成与结构优异的光阳极是提高电池性能的重要研究领域之一。碳纳米材料具有独特的结构特点与物理性质,如优良的导电性和比表面积,因而被认为是理想的电极材料。本论文基于提高光阳极电子传输性能的目标,开展了碳材料在光阳极的应用研究,制备了石墨烯/Ti O2和碳纳米管/Ti O2复合光阳极,主要研究内容及结果如下:1.采用改进Hummers法制备出氧化石墨并还原为石墨烯。利用强酸对碳纳米管进行共价键改性。采用二次阳极氧化法制备出可转移型Ti O2纳米管阵列薄膜。通过XRD、FESEM、TEM、FT-IR等测试方法对其结构和形貌进行表征。2.在导电玻璃上涂覆石墨烯层,然后旋涂Ti O2纳米颗粒层制备石墨烯/Ti O2纳米颗粒复合光阳极,使电池的光电转化效率提高了13.6%。3.首次通过掺入石墨烯的Ti O2纳米颗粒浆料粘结Ti O2纳米管薄膜制备光阳极,得出最佳掺入量为0.1wt%,电池效率由4.35%提高到6.29%。4.首次将羧基化的碳纳米管掺入Ti O2纳米颗粒浆料后粘结Ti O2纳米管薄膜制备光阳极,当掺入量为最佳值0.1wt%时,电池效率达到最大值6.77%。本实验制备出的新型复合光阳极结构,为丰富太阳能电池光阳极结构多样性、提高太阳能电池效率提供了一种新的思路。 【关键词】：染料敏化太阳能电池 TiO2纳米管阵列 光阳极 碳纳米管 石墨烯
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-16
• 变量注释表16-17
• 1 绪论17-31
• 1.1 引言17-18
• 1.2 薄膜太阳能电池的分类18-22
• 1.3 DSSCs结构及工作原理22-23
• 1.4 染料电池光阳极研究现状23-26
• 1.5 纳米碳材料的特性及其在染料敏化太阳能电池中的研究26-29
• 1.6 本文的研究意义及内容29-31
• 2 实验材料、设备与表征方法31-35
• 2.1 实验试剂与仪器31-32
• 2.2 材料表征方法32-34
• 2.3 本章小结34-35
• 3 TiO_2纳米颗粒/石墨烯复合光阳极制备及光电性能研究35-45
• 3.1 引言35
• 3.2 石墨烯的制备35-36
• 3.3 石墨烯的表征36-37
• 3.4 TiO_2纳米颗粒/石墨烯复合光阳极的制备37-38
• 3.5 染料敏化太阳能电池制备38-41
• 3.6 基于TiO_2 NPs/G复合光阳极的染料电池性能研究41-44
• 3.7 本章小结44-45
• 4 TiO_2纳米管/TiO_2纳米颗粒-石墨烯复合光阳极制备及光电性能研究45-56
• 4.1 引言45-46
• 4.2 TiO_2纳米管薄膜的制备46-48
• 4.3 TiO_2纳米管薄膜的表征48-50
• 4.4 TiO_2纳米管/TiO_2纳米颗粒-石墨烯复合光阳极制备50-51
• 4.5 TiO_2纳米管/TiO_2纳米颗粒-石墨烯复合光阳极表征与电池性能研究51-55
• 4.6 本章小结55-56
• 5 TiO_2纳米管/TiO_2纳米颗粒-碳纳米管复合光阳极制备及光电性能研究56-66
• 5.1 引言56
• 5.2 碳纳米管的共价键改性56-58
• 5.3 TiO_2纳米管/TiO_2纳米颗粒-碳纳米管复合光阳极制备58-59
• 5.4 TiO_2纳米管/TiO_2纳米颗粒-碳纳米管复合光阳极表征与电池性能研究59-65
• 5.5 本章小结65-66
• 6 结论66-68
• 参考文献68-75
• 作者简历75-77
• 学位论文数据集77

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

聚合物太阳能电池研究进展    黎立桂;鲁广昊;杨小牛;周恩乐;

多晶硅薄膜太阳能电池的研究进展    苏孙庆;

薄膜太阳电池的最新进展    王育伟;刘小峰;陈婷婷;姜春萍;王瑞林;

薄膜太阳电池研究综述    蔺旭鹏;强颖怀;肖裕鹏;徐明磊;

薄膜太阳能电池的研究进展    章诗;王小平;王丽军;朱玉传;林石裕;顾应展;田健健;周成琳;

塑料太阳能电池的研究现状与进展    邓姝皓;刘丹;王之顺;熊依林;李洪飞;

有机薄膜太阳能电池发展探究    邢晓坤;

量子点太阳电池的探索    彭英才;傅广生;

阴极材料对有机太阳电池性能的影响    木丽萍;谢勇;段卓琪;郑晓虹;

聚合物江南体育在线直播观看 技术研究进展    全威;李贵芳;刘金锁;陈磊;程胜;秦大山;

用于太阳能电池的一种钌金属配合物    王艳荣;徐慎刚;朱慧娥;何志群;曹少魁;

溶剂热法合成CuInS_2微球及表征    张艳萍;王洋;田爱香;

薄膜太阳能电池的研究现状和展望    徐轶;朱德贵;

太阳能半导体制冷器在机动车驾驶室中的应用探讨    华舟萍;姚建新;康彦青;马乐;

金属Pd修饰二氧化钛纳米管阵列电极的制备、表征及光电性能研究    金冲;尚云鹏;翟东;张自强;张卫国;

纳米生物传感器高效检测新兴污染物的应用研究    平婧;柳建设;

PEDOT:PSS薄膜的掺杂改性及其在有机太阳能电池中的应用研究    李蛟

窄带隙共轭聚合物的制备与光伏性能研究    邓丹

可溶性含钌配合物和空穴传输基团聚酰亚胺光伏材料的合成与表征    王艳荣

聚合物太阳能电池中光吸收增强效应的研究    李国龙

苝酰亚胺和萘酰亚胺类有机半导体的设计、合成及性质研究    袁忠义

金属非金属共掺杂TiO_2的理论与实验研究    徐凌

硫化镉敏化二氧化钛纳米管和表面凹陷钯纳米多面体的制备和性能研究    邵智斌

染料敏化太阳能电池光阳极TiO_2薄膜的制备及改性研究    曾宪光

量子点敏化TiO_2纳米晶太阳能电池的电极结构与性能研究    隋小涛

Y型TiO_2纳米管在染料敏化太阳电池中的应用研究    杨旭

TiO_2纳米管阵列的阳极氧化法制备及其性能表征    杨蕾

二氧化钛纳米管的制备及其光催化性能研究    李朋

二氧化钛纳米管阵列的制备与物性研究    张晓君

TiO_2光阳极的制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用    汤杰

持久性有机污染物发光及免疫分析法研究    袁丽娟

硫族半导体/石墨烯复合物修饰TiO_2纳米管阵列及光催化应用    刘选能

复合改性纳米TiO_2膜电极与准固态太阳能电池性能研究    刘畅

硼—钴共掺杂TiO_2纳米管阵列的制备及光电催化性能研究    曹静珂

基于TiO_2纳米管的复合光阳极的研究和应用    曹理强

以凹凸棒石为模板制备纳米管的实验研究    孙露

有机太阳能电池材料的研究进展    段晓菲,王金亮,毛景,裴坚

C_(60)衍生物的光电导性能研究    李凤英,徐菊华,李玉良,范楼珍,任德原,朱道本

染料敏化太阳能电池光阳极的研究进展    薛玫;张改清;高淑娟;崔晓瑞;

表面沉积钯层的n型硅光阳极特性的研究    高颖;张业茂;谭正;

柔性染料敏化太阳能电池光阳极的制备及其应用    肖尧明;吴季怀;李清华;谢桂香;岳根田;叶海峰;兰章;黄妙良;林建明;

金属离子掺杂纳米TiO_2薄膜光阳极的性能研究    容齐坤;曾凡菊;李玲;

染料敏化太阳能电池光阳极制备及其应用    李保民;纪雪梅;刘贤豪;

NiCr_2O_4/TiO_2薄膜光阳极的制备及性能研究    胡志强;刘显卿;黄德锋;高宏;

二氧化钛纳米管阵列光阳极的几何参数对染料敏化太阳能电池性能的影响    丁辉;王鸣;杜兆富;赵栋梁;

光阳极结构对染料敏化太阳能电池性能的影响    王镜喆;徐春花;尤玉飞;张梦兰;张旦闻;

二氧化钛有序纳米阵列染料敏化太阳能电池光阳极的研究进展    赵义平;陶汝华;董伟伟;邵景珍;邓赞红;方晓东;

扣人心弦的新一代台湾光阳极光250    吴正权

一维多级纳米结构TiO2光阳极染料敏化太阳能电池    林昌健;郑大江;叶美丹;吕妙强;郭文熹;

金属有机框架在染料敏化太阳能电池界面调控中的应用    李亚峰;魏明灯;

染料敏化太阳能电池光阳极的制备及性能研究    金嘉莹;汪洋;翟锦;

染料敏化太阳能电池缺陷态分布及电荷抽取动力学研究    王弋;付立民;张建平;艾希成;

多酸型光敏剂在染料敏化太阳能电池中的应用    李健生;桑晓静;陈维林;苏忠民;王恩波;

三维导电网格的构造及其对染料敏化太阳能电池性能的影响    袁帅;黄辉;王竹仪;赵尹;施利毅;蔡传兵;李东栋;

ZnO光阳极表面酸性腐蚀的抑制及其对光电性能的影响    庞爱英;李亚峰;孙逊;魏明灯;

通过消除表面复合中心获得高效Ta_3N_5太阳能分解水光阳极    罗文俊;邹志刚;

NPC光阳极的极化及其电池性质研究    吴颉;张修华;王世敏;刘显杰;吴立方;刘勇;

金属有机框架材料用于染料敏化太阳能电池的界面修饰    李亚峰;魏明灯;

太阳能电池可望用于制氢    实习记者 刘鹏程

聚合物基柔性染料敏化太阳能电池光阳极的性能优化    赵晓冲

染料敏化太阳能电池光阳极的研究    楚亮

半导体氧化物光阳极的表面/界面修饰及水分解性能研究    王丹

染料敏化太阳能电池光阳极研究    向鹏

光阳极修饰和二氧化钛形貌调制在染料敏化太阳能电池中的应用    黄妞

染料敏化太阳能电池光阳极的低温制备及其表面改性研究    李鑫

染料敏化太阳能电池光阳极的优化    田永书

染料敏化太阳能电池用光阳极材料制备及性能研究    彭啸

染料敏化电池光阳极制备及器件的性能研究    朱彤珺

TiO_2基染料敏化太阳能电池光阳极薄膜结构的设计与调控    程鹏飞

染料敏化太阳能电池光阳极的改性    周兴

钛基板光阳极染料敏化太阳能电池的研究    汪咏梅

染料敏化太阳能电池光阳极的性能研究    刘懿平

柔性染料敏化太阳能电池光阳极的制备及其性能研究    程存喜

染料敏化太阳能电池复合光阳极的制备及光电、储能性能的研究    周帅

染料敏化太阳能电池光阳极的制备及其光电性能研究    李靖

光阳极复合结构设计及其光电催化水氧化性能与机制研究    何宛虹

基于复合光阳极的染料敏化太阳能电池的研究    赵旺

染料敏化太阳能电池复合光阳极的构筑及光电性能    董友珍

二氧化锡光阳极改性对染料敏化太阳能电池光电性能的影响    石海英