用于纳晶太阳能电池的光调制功能凝胶电解质的研究

【摘要】：随着日益严重的能源需求和环境的恶化,染料敏化太阳能电池(DSSCs)由于其极低的制作成本和较高的光电转换效率引起广大学者的重视。染料敏化太阳能电池一般由四部分组成:TiO2多孔半导体薄膜,染料,电解质,电极。 本课题设计并合成了一种以稀土金属元素Eu为中心离子的多元配合物。在此基础上利用红外光谱、元素分析、热分析的方式研究其组成结构,利用吸收光谱和荧光光谱研究其发光性质。希望利用稀土配合物的发光特性,达到既不与染料分子N3竞争吸收太阳光,又可以有助染料分子吸收的目的,最终提高染料敏化纳米晶太阳能电池的光电转化效率。 通过将Pechini溶胶-凝胶法制备的二氧化钛薄膜与二氧化钛粉末制备的薄膜进行对比发现,Pechini溶胶-凝胶法制备的二氧化钛薄膜表面孔洞个数以及孔径随着分散剂PEG的分子量的增大而增大,从而薄膜表面吸附的染料分子更多。在使用PEG(M =1000)做分散剂时获得电池的最佳性能,电池的电流密度为6.22 mA/cm~2,开路电压0.691 V,电池的光电转换效率η为4.05 %. 本课题选用高分子量的(100W)的PEO作为聚合物电解质的基质材料,将合成的具有光子调制功能的配合物Eu(TTA)_3L和有机染料荧光黄8G掺杂到电解质中,研究其对电解质光子调制性能的影响。结果表明:掺杂配合物Eu(TTA)_3L电解质组装的电池的电流密度从6.12 mA/cm~2提高到10.81 mA/cm~2,掺杂荧光黄8G电解质组装的电池的电流密度从6.12 mA/cm~2提高到11.55 mA/cm~2。电池的光电转换效率从原来的3.2%提高到6.0和5.9%。 【关键词】：染料敏化太阳能电池 光子调制 凝胶电解质 稀土配合物
【学位授予单位】：武汉纺织大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 绪论8-17
• 1.1 课题的研究背景8
• 1.2 太阳能电池的种类8-11
• 1.2.1 硅太阳能电池9-10
• 1.2.2 多元化合物薄膜太阳能电池10
• 1.2.3 聚合物多层修饰电极型太阳能电池10
• 1.2.4 纳米晶太阳能电池10-11
• 1.3 染料敏化太阳能电池的结构及原理11-12
• 1.4 染料敏化太阳电池的国内外研究现状12-14
• 1.5 光子调制原理及应用14-15
• 1.5.1 光子调制的原理15
• 1.5.2 光子调制的应用15
• 1.6 课题的研究内容及目标15-16
• 1.7 课题的创新点16
• 1.8 本章小结16-17
• 2 稀土配合物的设计与合成17-23
• 2.1 稀土配合物的设计17-18
• 2.2 稀土配合物的合成18-20
• 2.2.1 实验材料与设备18-19
• 2.2.2 实验步骤19
• 2.2.3 FTIR 测试19
• 2.2.4 元素分析测试19-20
• 2.2.5 热失重测试20
• 2.2.6 吸收光谱测试20
• 2.2.7 荧光光谱测试20
• 2.3 结论讨论与分析20-22
• 2.3.1 FTIR 分析20-21
• 2.3.2 元素分析结果分析21
• 2.3.3 热失重分析21
• 2.3.4 吸收光谱和荧光光谱分析21-22
• 2.4 本章小结22-23
• 3 基于不同分子量 PEG 制备的二氧化钛薄膜对染料敏化太阳能电池的影响23-35
• 3.1 实验部分23-27
• 3.1.1 设备及材料23-24
• 3.1.2 实验步骤24-25
• 3.1.3 二氧化钛薄膜的 SEM 测试25-26
• 3.1.4 二氧化钛薄膜的X衍射测试26
• 3.1.5 二氧化钛薄膜的吸光谱测试26
• 3.1.6 染料敏化太阳能电池光电性能测试26-27
• 3.2 实验结果及讨论27-33
• 3.2.1 二氧化钛薄膜的表面形态分析27-29
• 3.2.2 二氧化钛薄膜的X衍射结果分析29-31
• 3.2.3 二氧化钛薄膜的吸光度分析31-32
• 3.2.4 电池光电性能32-33
• 3.3 本章小结33-35
• 4 利用荧光染料对染料敏化太阳能电池性能的研究35-45
• 4.1 实验部分35-38
• 4.1.1 实验材料及设备35-36
• 4.1.2 光阳极的制备36-37
• 4.1.3 液态电解质的制备37
• 4.1.4 凝胶电解质的制备37
• 4.1.5 反电极的制备37
• 4.1.6 太阳能电池组装37
• 4.1.7 光谱测试37
• 4.1.8 染料敏化太阳能电池光电性能测试37-38
• 4.2 测试结果与讨论38-44
• 4.2.1 光谱分析38-39
• 4.2.2 电池光电性能分析39-44
• 4.3 本章小结44-45
• 5 全文结论45-47
• 5.1 主要结论45-46
• 5.2 展望46-47
• 致谢47-48
• 参考文献48-53
• 附录53

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

Q4太阳能电池遭遇双重寒冬,跌幅可达12％    

英开发出低成本塑料太阳能电池    

美国13岁少年发明树状太阳能电池    

纸上太阳能电池    常丽君;

科学家研发纸质太阳能电池制造技术    

新技术将太阳能电池光电效率提高80%    

太阳能的开发    吴明;

M13病毒可将太阳能电池效率提高三成    

产品资讯    

日本研制出新型太阳能轿车    

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;

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研究进展    刘铭;杨君友;冯双龙;朱虎;

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;

用于聚合物太阳能电池的高效共轭聚合物光伏材料    李永舫;

全球效率最高太阳能电池设计成功    

国内最大太阳能电池封装玻璃生产线建成投产    记者 张鹏

太阳能电池家族又添新丁    本报记者 聂翠蓉

首条太阳能电池片生产线投产    记者 王晴　通讯员 德胜 军华 巍伟

美国推出太阳能电池新型切割电锯    王智勇

全球太阳能电池市场今年将萎缩三成以上    中轻

夏普将在意大利生产太阳能电池    黄仪佳

新光导技术使太阳能电池更廉价    本报记者 王晓苏

德混合太阳能电池技术获突破    李山

我市太阳能电池出口猛增2.7倍    记者 俞永均　通讯员 吴晶景 郭学钧

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

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

有机小分子太阳能电池的效率优化及衰减性研究    邹业

太阳能电池正面银浆的制备及其性能研究    郭桂全

知识流动理论框架下的科学前沿与技术前沿研究    庞杰

基于PAA-PEG热固性凝胶电解质的准固态染料敏化太阳能电池研究    兰章

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

太阳能电池聚合物材料及DNA大分子的分子模拟    马艳红