氧化钛修饰层的制备及其对聚合物太阳能电池性能的影响

【摘要】：能源和污染问题伴随人类的脚步进入21世纪。太阳能作为清洁能源,是解决人类能源困境的最佳选择。在太阳能的各种有效利用方式中,太阳能电池由于其可以直接将光能转换成电能的优点,成为最简洁光电转换方式。在太阳能电池研究领域,纳米结构TiOx具有重要作用。纳米结构TiOx薄膜制作成本较低,制备工艺简单,结构稳定,是提高现有有机薄膜太阳能电池体系的优良材料,具有良好的发展前景。本研究采用膏体涂覆法、阳极蚀刻法、溶胶凝胶法等三种氧化钛薄膜的制备过程制备不同纳米结构的氧化钛薄膜,并将三种氧化钛薄膜应用于以P3HT:PCBM为核心的聚合物有机薄膜太阳能电池器件中,探索不同结构氧化钛薄膜对其影响,研究使用氧化钛薄膜作为修饰层改进薄膜电池性能的方法。 全文包括四部分。第一部分是研究背景及意义。对太阳能电池进行了介绍,重点论述了聚合物太阳能电池的发展,分析了TiOx薄膜的制作方法,指出作为太阳能电池的重要材料的纳米结构TiOx的性能和优势。介绍了国内外关于纳米结构TiOx的研究及在有机太阳能电池中的应用进展,提出不足和本研究的意义,并概括了本研究的主要内容。 第二部分重点研究了制作纳米结构TiOx材料的方法及性能。对不同纳米结构TiOx薄膜的制作方法进行了研究。对不同结构薄膜表面进行了SEM表征,对膜厚控制的方法进行了探索。 第三部分研究了不同方法制备的氧化钛作为电极修饰层对聚合物有机薄膜太阳能电池的影响。通过在传统聚合物有机薄膜太阳能电池器件中加入不同结构的氧化钛薄膜,观察其对器件性能的影响并分析原因,对氧化钛薄膜进行了表征,并针对溶胶凝胶法制备的氧化钛薄膜膜厚和器件效率的关系进行了进一步的研究,发现膜厚在19nm时效率最大。 第四部分对全文进行了总结,并对本研究方向的发展前景进行了展望。 本研究的创新点：一是探索了不同纳米结构氧化钛薄膜的制备和成膜方法及其性质,对溶胶凝胶法制膜过程中出现的龟裂现象进行了分析,并找到了合适的稀释浓度,解决了龟裂的问题。二是通过调节阳极蚀刻法中的反应温度,控制了氧化钛纳米管膜层的厚度；通过改变旋涂速度,获得了不同厚度的TiOx凝胶薄膜,找出了转速和膜厚的关系。三是发现了不同修饰层厚度与器件光电流和效率的关系,找到了19nm的最佳薄膜厚度,成功的将器件的效率从3.01%提升到了3.37%。 【关键词】：氧化钛 纳米 薄膜 聚合物 太阳能电池
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 致谢5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 1 研究背景及意义10-19
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 研究意义11
• 1.3 文献综述11-18
• 1.3.1 太阳能电池11-13
• 1.3.2 纳米结构氧化钛13-14
• 1.3.3 纳米结构氧化钛薄膜制作方法简介14-18
• 1.4 本研究的主要工作18-19
• 2 TiO_x薄膜的制备、表征及膜厚控制研究19-29
• 2.1 引言19
• 2.2 实验部分19-28
• 2.2.1 TiO_x膏体的制备和成膜19-21
• 2.2.2 TiO_x纳米管的制备和成膜21-24
• 2.2.3 TiO_x溶胶的制备和成膜24-28
• 2.3 小结28-29
• 3 TiO_x薄膜在聚合物太阳能电池的应用29-40
• 3.1 引言29
• 3.2 实验部分29-31
• 3.2.1 材料和仪器29
• 3.2.2 实验过程29-31
• 3.3 结果比较和讨论31-38
• 3.3.1 实验结果31-33
• 3.3.2 结果讨论33-38
• 3.4 小结38-40
• 4 总结与展望40-43
• 学位论文数据集43-44
• 参考文献44-46

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

江南体育在线直播观看 电池综述    成志秀;王晓丽;

二氧化钛纳米管复合薄膜电极制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用    王育乔;孙岳明;代云茜;宋铂;

二氧化钛纳米粒子和纳米管的合成、表征及对硝基苯的光催化性能研究    石金娥;闫吉昌;尚淑霞;陈大伟;王悦宏;闫福成;薛静;初丽伟;苏丽敏;

纳米二氧化钛的水热法制备及在染料敏化太阳能电池中的应用    王东波;吴季怀;郝三存;兰章;杨宏训;

基于溶胶凝胶法的TiO_2溶胶的制备    段济远;李福勤;王军;

纳米二氧化钛的制备及应用研究    邓建国,陈建,刘东亮

TiO_2纳米管的制备方法    孔德国;张红美;

溶胶凝胶法制备氮掺杂二氧化钛及其可见光活性的研究    秦好丽;古国榜;柳松;吴松平;

氧化钛纳米管阵列制备及形成机理    赖跃坤,孙岚,左娟,林昌健

二氧化钛纳米管制备方法及其应用研究进展    张文彬;何明兴;李新军;

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;

TiO_2纳米管的制备及其光催化降解甲基橙的研究    李廷龙;张云;陶伟;

TiO_2纳米管薄膜的制备及其光电性能研究    王立新;郑言贞;陶霞;陈建峰;

阳极氧化法制备TiO_2纳米管阵列及其表征    廖斌;覃礼钊;吴晓玲;张旭;刘安东;

太阳能电池技术应用与发展    赵书利;叶烽;朱刚;

TiO_2纳米管的研究进展    郭孟狮;杨靖华;周心艳;

TiO_2纳米管合成、改性及其光电催化性能的研究进展    肖明威;王立世;吴艳丹;党志;

TiO_2纳米管阵列的制备及复阻抗分析    王红;傅刚;陈环;刘志宇;

氧化钛纳米管阵列阳极氧化法的制备及形成机理研究    郭智博;尹荔松;龚青;阳素玉;安科云;

染料敏化太阳能电池光阳极TiO_2薄膜的研究进展    黄娟茹;谭欣;于涛;赵林;吴天彧;

浸渍法在玻璃单层上选择沉积TiO_2薄膜    胡耀波;张维;王敬丰;潘复生;张丁非;刘天模;

自组装单层上选择沉积TiO_2薄膜的表征    胡耀波;张维;王敬丰;潘复生;张丁非;彭建;

TiO_2纳米管负载铂催化剂催化完全氧化甲醛    何运兵;纪红兵;

钛盐纳米管的制备及光电性能研究    郝彦忠;韩文涛;

电压条件对快速组装TiO_2纳米管阵列速率的影响研究    王岩;吴玉程;秦永强;崔接武;郑红梅;洪雨;王庆平;

可见光响应Cr，N-共掺杂钛酸盐纳米管的水热法合成及表征    于爱敏;沈雯雯;苗双;孙晓红;章福祥;关乃佳;

常压水解法纳米二氧化钛的制备、表征及应用    赵燕禹;李勇;商连弟;王惠惠;元应仙;

新型掺杂二氧化钛纳米管光催化材料的制备及其光催化性能的研究    刘海津

江南体育在线直播观看 产业链垂直一体化构建研究    耿亚新

太阳能电动车关键技术研究    李春芳

Cu_2O、ZnO纳微结构薄膜的制备及其光电性能研究    赵文燕

碳纳米管复合物去除电站锅炉补给水中有机物的机理研究    朱志平

TiO_2基纳米管的制备、改性及性能研究    张芬

可见光响应纳米Cu_2O-TiO_2材料的制备及光催化性能研究    刘辉

TiO_2纳米管的制备及改性研究    梁砚琴

TiO_2纳米管阵列薄膜的制备、表征及光电性能研究    黄娟茹

纳米ZnO基有机/无机复合光伏器件研究    王丽丹

染料敏化太阳能电池光阳极和对电极的研究    冯小明

水热合成TiO_2纳米管及光催化性能的研究    訾彤彤

钛基光催化剂的低温合成及其光催化性能的研究    孟祥东

阳极氧化法制备TiO_2纳米管阵列及其性质研究    梁建鹤

太阳能LED照明系统的研究与设计    周婷婷

纳米TiO_2薄膜的制备及其光催化性能的研究    史振彦

N、Ag掺杂TiO_2的制备及光催化活性的研究    杨子千

金属离子掺杂TiO_2纳米管制备及光催化还原CO_2性能研究    温凯

基于PSASP的光伏发电系统建模与并网分析    于卫卫

TiO_2纳米管的制备与应用    李爽

纳米TiO_2的制备    李大成,周大利,刘恒,张萍,张云,龚家竹

各国光伏路线图与光伏发电的进展    杨金焕;邹乾林;谈蓓月;葛亮;陈中华;

铝基阳极氧化铝模板水热法制备TiO_2纳米管阵列    李纲;刘中清;颜欣;张昭;

氧化钛纳米管的合成机理与表征    王芹,陶杰,翁履谦,宋申华,陶海军

离子浓度对TiO_2纳米管阵列的影响    吴莲苹;赵莲花;万永彪;张志宏;韩阳;

用溶胶-凝胶法制备的纳米 TiO_2粉末的结构    罗菊,丁星兆,程黎放,马学鸣,董远达

纳米TiO_2的制备和性能    汪国忠,汪春昌,张立德,牟季美

TiO_2纳米管的模板法制备及表征    李晓红,张校刚,力虎林

不同形貌TiO_2的水热合成及对苯酚的降解研究    石金娥;闫吉昌;王悦宏;闫福成;陈大伟;王莹;赵凯;李晓坤;崔晓莹;翟玉娟;

TiO_2/PVDF复合中空纤维膜的制备和表征    李健生,梁祎,王慧雅,孙秀云,王连军

天然染料在纳米晶太阳能电池中的应用    鄢进波;付德刚;

纳米晶可编织纤维太阳能电池研究    

太阳能电池用高纯硅的制法    秦孝保

太阳能异步发电系统的研究    杨顺昌

德国最大太阳能电池厂投产    德兴

国家太阳能电池示范工程落户保定    

巧妙利用太阳能的住宅    李有观;

采集太阳能(下)——基础化学推进新型低成本太阳能电池的开发    高彤;

哈博公司250兆瓦江南体育在线直播观看 项目落户浙江嘉兴    王碧辉;卢影;

台联电投资100万美元在山东建太阳能电池厂    

氧化钛-石墨烯复合结构在光电转化系统中的应用    杨乃亮;翟锦;王丹;

量子点敏化太阳能电池研究进展    刘铭;杨君友;冯双龙;朱虎;

太阳能电池输出特性的分析及检测    张海波;

太阳能电池表面纳米微结构研究    李美成;

有机染料锚数对染料敏化太阳能电池性能的影响    尚会霞;罗艳红;孟庆波;占肖卫;

量子点敏化太阳能电池--新材料的设计、制备及器件研究    李冬梅;罗艳红;孟庆波;

高效染料钠晶TiO_2太阳能电池    黄昀昉;吴季怀;林建明;黄妙良;

太阳能电池应用    孟昭渊;

富铟与富铜CuInSe_2薄膜的光电性能    王信春;

谈太阳能路灯原理    胡昊伟;黄敏;

美利用硅藻开发染料敏化太阳能电池    记者 毛黎

光纤也能变身太阳能电池    杨东

太阳能厂跨洋吸金 几家欢乐几家愁    黄女瑛 DigiTimes

太阳能电池级多晶硅光伏项目落户益阳    记者　 郭云飞 通讯员　 张世平

涉足江南体育在线直播观看 产业公司一览    詹铃

依靠太阳能的家庭    杨先碧

G风帆 太阳能电池新贵    天同证券 张锐

PE“新锐”王刚：太阳能行业的坚定支持派    本报记者 翁海华

行者集团利用太阳能获新突破    记者 张国伟

太阳能电池面临出口为主的尴尬    无暇

基于酞菁铜的太阳能电池的研究    刘一婷

反型聚合物太阳能电池的研究    李福民

聚合物太阳能电池中光吸收增强效应的研究    李国龙

聚光多结太阳能电池的设计、制备及可靠性研究    宋明辉

半透明聚合物太阳能电池的研究    徐洋

光活性层掺杂及新型透明电极在聚合物太阳能电池中的应用研究    章文峰

反型体异质结聚合物太阳能电池的研究    陶晨

有机/聚合物太阳能电池：活性层结构、形貌及光伏性能    薛丽丽

晶硅太阳电池TiO_2陷光薄膜    赵保星

喷涂法制备聚合物太阳能电池器件研究    陈征

氧化钛修饰层的制备及其对聚合物太阳能电池性能的影响    张健

基于太阳能的嵌入式路灯控制系统的研究与应用    刘春

利用不同阴极缓冲层改善有机小分子Pentacene/C_（60）太阳能电池的性能    刘瑞

用电化学阻抗谱研究染料敏化太阳能电池的电子传输与复合特性    和川

三芳基咪唑的富勒烯衍生物的合成及其在CdSe量子点太阳能电池的应用    赵爱婷

太阳能电池CuInS_2薄膜和ZnS薄膜的制备与性能研究    张兴良

SCNTs和PPDIF应用于聚合物太阳能电池中的研究    白静璐

CuO薄膜的制备及其光伏特性研究    张春萍

敏化太阳能电池中染料的合成研究    徐丹

含噻吩和噻唑基元的共轭聚合物的合成和光伏性能研究    国霞