染料敏化纳米晶体TiO_2薄膜太阳能电池研究

【摘要】：随着全球经济的发展,人们对能源的需求越来越大,新一代能源的开发势在必行,太阳能电池的研究越来越受到各国的重视。太阳能电池的种类主要有:硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池、薄膜太阳能电池、染料敏化太阳能电池。本文主要研究染料敏化纳米TiO_2太阳能电池(DSSC)。论文主要研究的内容如下: 首先研究染料敏化太阳能电池的TiO_2浆料制备问题,浆料配制问题对研究DSSC电池是十分必要的。为了减少试验次数,获得最佳配比参数,利用正交试验方法,选取正交表L9(34)进行正交试验,得出参数后再制备染料敏化纳米晶TiO_2电池。同时因为浆料性能的好坏对电池性能有直接的影响,在放置的过程中浆料的性能是否变化、是否对制备的薄膜产生不利的影响、TiO_2浆料性能是否稳定做了实验比对。接着又分析利用搅拌法和研磨法分别制备浆料,分别测试两种方法制备所得的电池性能。分析制备方法对电池性能的影响。 其次用纳米花、纳米线结构的TiO_2制备染料敏化TiO_2太阳能电池。采用水热合成方法制备TiO_2纳米花、TiO_2纳米线。因为水热法成本低廉、工作条件不高、制备工艺简单,且粉末形貌特征可以通过温度和时间控制。实验中分别将TiO_2纳米花、TiO_2纳米线分别以25wt%、15wt%与P25粉掺杂后制备浆料,用丝网印刷法制备不同的电池薄膜,电池制成后用太阳能测试仪器分别测试每种电池的光电性能。着重研究不同TiO_2镀膜的厚度对染料敏化太阳能电池光电性能影响,包括光电转化效率、开路电压、短路电流、最大功率和填充因子。 【关键词】：正交试验 TiO_2纳米花 染料敏化
【学位授予单位】：沈阳航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 主要符号表11-12
• 第1章 绪论12-25
• 1.1 前言12
• 1.2 太阳能电池的发展历程12-13
• 1.3 薄膜太阳能电池13-15
• 1.4 染料敏化的太阳能电池15-23
• 1.4.1 二氧化钛的基本性质15-17
• 1.4.2 二氧化钛纳米粒子的制备方法17-18
• 1.4.3 二氧化钛纳米晶薄膜的制备方法18-22
• 1.4.4 纳米晶TiO_2 薄膜对染料敏化太阳能电池的影响22-23
• 1.5 选题意义以及研究主要内容23-25
• 第2章 实验准备25-27
• 2.1 实验原料25
• 2.2 实验设备25-26
• 2.3 测试方法26-27
• 第3章 制备纳米 TiO_2浆料及应用27-42
• 3.1 实验目的27
• 3.2 用正交试验法优化P25 浆料制备参数27-28
• 3.3 正交实验结果及分析28-29
• 3.4 制备纳米TiO_2 浆料29-36
• 3.4.1 用P25 粉末制备纳米TiO_2 浆料的原理29-30
• 3.4.2 按优化参数制备P25 浆料30-31
• 3.4.3 实验结果及分析31-34
• 3.4.4 纳米TiO_2 多孔薄膜表征34-36
• 3.5 P25 浆料稳定性研究36-38
• 3.6 P25 浆料性能对比研究38-40
• 3.6.1 实验过程38-39
• 3.6.2 实验结果39-40
• 3.7 本章小结40-42
• 第4章 二氧化钛纳米花结构染料敏化太阳能电池性能研究42-50
• 4.1 实验目的42
• 4.2 实验过程42-45
• 4.2.1 导电玻璃的处理42
• 4.2.2 水热法纳米花制备与表征42-44
• 4.2.3 光阳极的制备44
• 4.2.4 对电极的制备44-45
• 4.3 实验结果及分析45-49
• 4.4 本章小结49-50
• 第5章 纳米线结构对染料敏化太阳能电池效率的影响50-57
• 5.1 实验目的50
• 5.2 实验过程50-52
• 5.2.1 导电玻璃的处理50
• 5.2.2 水热法制备纳米线50-51
• 5.2.3 二氧化钛光阳极的制备51-52
• 5.2.4 对电极的制备及电池的组装52
• 5.3 实验结果及分析52-56
• 5.4 本章小结56-57
• 结论57-59
• 参考文献59-62
• 致谢62-63
• 攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文63

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

纳米TiO_2薄膜的制备方法对NPC太阳电池性能的影响    罗欣莲,万发荣,龙毅,周海鹰,叶亚平

液结太阳能电池敏化剂研究进展    王玉兰,黄宇,周丽萍,李红

基底对染料敏化太阳电池J-U特性的影响    倪萌;LEUNG Michael;

染料敏化太阳电池纳米结构对输出特性的影响    倪萌;LEUNG Michael;

电纺丝技术及其应用    杨颖;贾志东;李强;关志成;

染料敏化太阳能电池的二氧化钛膜性能研究    范乐庆,吴季怀,黄昀昉,林建明

铂修饰光阴极及其在纳晶太阳能电池中的应用    郝三存,吴季怀,林建明,黄昀昉

方酸菁功能材料修饰纳米晶TiO_2薄膜电极的光电转换性能研究    赵为,张宝文,曹怡,萧绪瑞,杨蓉

溶胶-凝胶法制备纳米TiO_2的胶凝过程机理研究    尹荔松，周歧发，唐新桂，林光明，张进修

纳米ZnO的制备    石西昌,王赛,秦毅红,韦顺文,王劲

染料敏化二氧化钛纳米晶薄膜太阳电池研究    韩宏伟

EIS方法研究TiO_2薄膜光阳极界面电荷传输    刘佳

纳米TiO_2的特性    李大成,周大利,刘恒,张萍,张云,龚家竹

影响TiO_2光催化活性的因素及提高其活性的措施    任成军,李大成,钟本和,周大利,刘恒,龚家竹

有机染料敏化TiO_2纳米薄膜太阳能电池研究进展    郑敏;陈一胜;

烷基化纳米SiO_2/MMA乳液聚合物及其对PC的改性研究    钱翼清,赵平,王卫华

纳米材料及其在工程塑料改性中的应用    王孝军,杨杰,龙盛如

纳米CaCO_3填充环氧树脂分散技术及力学性能研究    刘建林,肖久梅,史孝群,龚春秀,马文江

环氧树脂/SiO_2,纳米复合材料性能的研究    惠雪梅,张炜,王晓洁

防高能辐射的树脂/纳米铅复合材料的制备及研究    安骏,吴海霞,辛寅昌

选区激光烧结制备PS/Al_2O_3纳米复合材料的研究    郑海忠,张坚,鲁世强,徐志锋

树脂纳米铈防辐射复合材料的制备及其性能研究    安骏;刘吉华;辛寅昌;

新型固态电解质在染料敏化太阳电池中的应用研究    王猛;潘旭;戴松元;

不同电解质对I_3~-/I~-在染料敏化太阳电池Pt对电极上反应机理的研究    汤英童;潘旭;戴松元;张昌能;胡林华;孔凡太;

复配无机光吸附层的垂直排列的氧化物纳米阵列太阳能电池研究进展    季书林;叶长辉;张立德;

染料敏化太阳电池的实用化研究    陈双宏;翁坚;黄阳;王利军;戴松元;

硬脂酸单层LB膜上化学沉积银膜的研究    刘恒权;姚素微;班春梅;余碧涛;张卫国;王宏智;

电沉积银纳米膜的光学性质研究    乐士儒;栾野梅;安茂忠;

染料敏化纳米晶TiO_2太阳能电池发展概况    黄亮;

用高应变率大应变载荷制备纳米晶铜试件    杨黎明;VPW Shim;陈锋;龚明;

爆炸加载制备纳米晶铜实验研究    王金相;张晓立;王经涛;赵铮;

爆炸载荷下纳米晶铜晶粒度分布及影响因素研究    王金相;周楠;赵铮;王小绪;杭逸夫;

几种稀土发光材料的合成及发光性质的研究    谭淑媛

金属粉末高致密化成形及其数值模拟研究    王德广

ZnO纳米阵列的制备和稀土掺杂工艺及其发光性能的研究    赵世华

硫属化合物纳米材料的可控性合成与表征    周红洋

石墨烯和荧光碳纳米颗粒的制备及其电化学特性的研究    杜海军

聚丙烯酸酯/纳米氧化锡锑复合乳液的制备、表征及其在透明隔热涂料中的应用研究    张贵军

天然橡胶/蒙脱土纳米复合材料的阻隔性及相关性能研究    王文涛

金属掺杂TiO_2和ZnO的第一性原理研究    于晓慧

复合纳米薄膜制备及其摩擦学行为研究    程广贵

纳米流体辐射特性机理研究及其在太阳能电热联用系统中的应用研究    赵佳飞

纳米CeO_2-TiO_2复合介孔材料的制备及性能    张旭

二元稀土氟化物的控制合成及光学性能研究    李艳冰

铟锡氧化物纳米微粒表面修饰研究及其悬浮液的制备    齐天骄

杂环聚合物的合成与光电性能研究    陈鑫

锑基纳米材料的水热法制备及表征    王青尧

线切割废砂浆制备白炭黑及改性研究    田维亮

多端耦合量子点体系量子输运特性的研究    尹永琦

稀土离子掺杂纳米晶ZrO_2-Al_2O_3复合粉体的制备及发光性质的研究    谭鑫鑫

贵金属及其合金/碳纳米管复合材料的制备与表征    甘自保

(MCM-41)-La_2O_3纳米复合材料的制备、表征及光学性质研究    赵紫军

TiO_2光催化薄膜的制备法    于向阳,程继健,杜永娟

敏化TiO_2纳米晶多孔膜电极的制备与表征    林志东,刘黎明,郭云,熊玉卿,达道安

染料敏化纳米薄膜太阳能电池的研究进展    施永明,赵高凌,沈鸽,张溪文,翁文剑,杜丕一,韩高荣

TiO_2多孔电极的制备与表征    沈耀春，王林，陆祖宏，韦钰

纳米晶体TiO_2多孔膜的制备、性能及其在太阳能电池中的应用    程黎放，王瑜，戴松元，邬钦崇，王孔嘉

三甲川菁染料敏化TiO_2纳米结构电极的光电化学    张莉,杨迈之,乔学斌,郝彦忠,高恩勤,蔡生民,孟凡顺,田禾

阴极修饰对染料敏化TiO_2太阳能电池性能的改进    范乐庆,吴季怀,黄昀昉,林建明

国际纳米太阳能电源研制技术新动向    于凌宇,冯玉萍

基于PC机的开放式数控系统探讨    王敏

敏化介质对TiO_2纳米晶太阳能电池的影响    潘超,张松,乔庆东

交流阻抗法TiO_2半导体光电催化特性表征    郭婷

TiO_2多孔薄膜的表面修饰及其光电化学性能    黄康胜

日本染料敏化太阳能电池最新研究动向    林红,李建保

染料敏化纳米晶太阳能电池    

染料敏化的TiO_2纳米晶多孔膜的性质及其光电转换    万海保,曹立新,王丽颖,曾广赋,席时权

染料敏化太阳能电池的研究进展    陈炜,孙晓丹,李恒德,翁端

中国科研院所承担染料敏化太阳电池工业化    

新型有机染料敏化太阳电池光电转换效率达到9.8%    

澳大利亚科学家发明高效染料敏化太阳电池    

中国国家科研机构与G24i签署合作协议开发染料敏化太阳电池    张涛;

纳米ZnO在染料敏化薄膜太阳电池中的应用    曾隆月,史成武,方霞琴,张华,戴松元,王孔嘉

光能转换与器件    

多吡啶钌染料的优化设计及其在染料敏化太阳电池中的应用    孔凡太;戴松元;王孔嘉;

近红外吸收卟啉染料的合成及其在染料敏化太阳电池中的应用    鲁建峰;崔金;曹昆;徐晓宝;白杰;李志鸿;王鸣魁;

新型咔唑基染料敏化太阳电池性能研究    彭锦安;方晓明;曹德榕;

噻吩π-桥实现铂炔染料敏化太阳电池敏化剂带隙窄化    武文俊;张晶;杨海波;金斌;胡玥;花建丽;静超;龙亿涛;田禾;

新型固态电解质在染料敏化太阳电池中的应用研究    王猛;潘旭;戴松元;

含杂环取代基团的卟啉及其配合物在染料敏化太阳能电池中的应用    郭国哲;李蒙;曹靖;姚小强;梁莉莉;卫芸;楚朝霞;杨云霞;刘家成;

Cu_2ZnSnSe_4的溶剂热合成及其在染料敏化电池中的应用研究    杜艳芳;武四新;

染料敏化太阳电池的实用化研究    陈双宏;翁坚;黄阳;王利军;戴松元;

纳米多孔薄膜在染料敏化太阳电池中的应用    胡林华;戴松元;戴俊;刘伟庆;王孔嘉;

染料敏化纳米薄膜太阳电池的近期研究    王孔嘉;戴松元;

染料敏化太阳电池产业化项目被列入国家“863”计划    华文

国家支持染料敏化太阳电池开发    林青海

日本开发出玻纤染料敏化太阳能电池    齐宏伟

让环保能源占领市场    本报驻堪培拉记者 张川杜

染料敏化太阳电池研究获进展    汪携

新型太阳电池项目获国家扶持    记者 汪永安　通讯员 刘赞扬

染料敏化太阳能电池专利申请分析    素白

太阳能电池：让你用得起    李禾

“973”计划新能源研发传捷报    记者 李宏乾

太阳电池：柔软便携像纸一般    记者 连雅婕　通讯员 于柏林 于洋

染料敏化太阳电池电极材料的研究    牛海红

染料敏化太阳电池电解质材料的制备与性能研究    杨燕珍

染料敏化太阳电池硫化物电极材料和柔性技术研究    沈洁

噻吩类全有机染料的合成及其在染料敏化太阳电池中的应用    刘婧媛

染料敏化太阳电池的电子传输—复合模型与等效电路解析及其性能优化    王磊

基于金属卟啉化合物的环碳酸酯合成及染料敏化太阳能电池研究    李博

高性能染料敏化太阳能电池的制备与研究    李晓冬

基于吡咯并吡咯二酮共轭桥链的敏化染料及其性能    瞿三寅

二噻吩并吡咯类新型染料的合成及其在染料敏化太阳能电池中的应用研究    张海

染料敏化TiO_2纳米晶多孔膜光电化学池的性质研究    潘凯

染料敏化电池阳极制备及敏化工艺优化研究    高培峰

4，4’-双（4，5-二苯基嗯唑-2-基）-2，2’-联吡啶衍生物的合成及其在染料敏化太阳能电池中的应用    李杨

染料敏化电池光子晶体电极的制备    罗敏

染料敏化氧化钛纳米晶薄膜光电子传输及人工调制    金晓艳

二氧化钛纳米管的可控生长和电流微结构调制及其在染料敏化电池中的应用    熊衍

电极性能改善及其在染料敏化太阳电池中应用的研究    纪伟伟

柔性染料敏化电池的制备、结构及功能特性研究    赵丽佳

纳米TiO_2水溶胶的制备与性能研究    张红军

光敏染料的合成与表征    王菲菲

有机离子固态电解质在染料敏化太阳电池中的研究及应用    张洁民