聚合物辅助沉积法制备太阳能电池缓冲层

【摘要】：能源问题日益严峻，利用太阳能成为了解决能源问题的重要手段之一。但现如今电池制作存在工艺复杂，原材料价格昂贵，设备要求高等问题限制了太阳能电池的广泛应用。本文主要是基于聚合物沉积线路设计能源材料，并尝试将其应用于太阳能电池器件中，研究内容主要包括以下几个方面： 1. TiO2是一种常用的染料敏化太阳能电池致密层材料，通常其由TiCl4为原材料制备而成。由于TiCl4水溶液的不稳定，容易在水中水解成TiO2或Ti(OH)4得到浑浊的溶液或沉淀，通过用聚合物辅助沉积法将Ti离子与聚乙烯亚胺（PEI）的氨基形成共价键或静电作用形成稳定的水溶液，解决了Ti离子溶液易水解的问题。将该溶液旋涂于基底上在空气中一定的温度下退火得到二氧化钛，其薄膜致密、平整、无缺陷。将其应用在染料敏化太阳能电池中其性能还略优于常用的TiCl4水溶液沉积的染料敏化太阳能电池的性能。 2.氧化钼薄膜通常用于有机太阳能电池中作为空穴传输层，阻挡了电子空穴对的复合。本文通过聚合物辅助沉积法在铝酸镧（LAO）基底上长出氧化钼薄膜，通过XRD(X-ray Diffraction)衍射花样和HRTEM(High Resolution Transmission ElectronMicroscopy)分析可知，在铝酸镧基底上生长出了外延的氧化钼薄膜；同时此方法也尝试用来制备有机太阳能电池的缓冲层。 3.为了寻找新型的能源复合材料，本文也采用聚合物辅助沉积法构建碳纳米管复合电极材料：即通过将Ti的前驱体溶液渗透到CNT（Carbon Nano Tube）纤维内，通过退火得到CNT/TiC复合材料。对机械性能和电导性研究发现发现，在室温下，其拉伸强度为0.67GPa，其电导率为1650S/cm，其拉伸模量为420GPa，提升了CNT的导电性和拉伸强度。这为能源领域合成复合材料提供了一种选择的可能。 【关键词】：聚合物辅助沉积 二氧化钛 氧化钼 碳纳米管 碳化钛
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-26
• 1.1 引言9
• 1.2 太阳能电池的分类9-15
• 1.2.1 硅基太阳能电池10-11
• 1.2.2 聚合物太阳能电池11-12
• 1.2.3 化合物薄膜太阳能电池12-13
• 1.2.4 染料敏化太阳能电池13-14
• 1.2.5 有机无机杂化太阳能电池14-15
• 1.3 缓冲层15
• 1.4 缓冲层的制备方法15-16
• 1.5 选题依据与研究内容16-20
• 参考文献20-26
• 第二章 聚合物辅助沉积制备 TiO_2及其在染料敏化太阳能电池中的尝试26-39
• 2.1 引言26-27
• 2.2 实验部分27-29
• 2.2.1 实验试剂27
• 2.2.2 测试仪器27-28
• 2.2.3 实验步骤28-29
• 2.3 结果与讨论29-35
• 2.3.1 Ti 前驱体溶液的稳定性测试29-30
• 2.3.2 聚合物辅助沉积法制备的 TiO2薄膜表征30-32
• 2.3.3 聚合物辅助沉积法制备的致密二氧化钛层在染料敏化太阳能中的应用32-35
• 2.4 本章小结35-36
• 参考文献36-39
• 第三章 聚合物辅助沉积太阳能电池缓冲层39-55
• 3.1 引言39-40
• 3.2 实验部分40-42
• 3.2.1 实验试剂40
• 3.2.2 测试仪器40-41
• 3.2.3 实验步骤41-42
• 3.3 结果与讨论42-49
• 3.3.1 氧化钼薄膜的表征42-45
• 3.3.2 基于聚合物辅助沉积法制备的氧化钼的器件性能45-49
• 3.4 结论49-50
• 参考文献50-55
• 第四章 聚合物辅助线路设计复合碳纳米管纤维55-68
• 4.1 引言55-57
• 4.2 实验部分57-58
• 4.2.1 实验试剂57
• 4.2.2 测试仪器57
• 4.2.3 实验步骤57-58
• 4.3 结果与讨论58-63
• 4.4 结论63-64
• 参考文献64-68
• 第五章 总结与展望68-70
• 5.1 全文总结68-69
• 5.2 存在问题与展望69-70
• 攻读硕士学位期间公开发表的论文及科研成果70-71
• 致谢71-72

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