首页 > 学术论文

基于PANI/Nd_2O_3双层异质结光伏器件的制作与性能研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-19 04:18:07
热度:

基于PANI/Nd_2O_3双层异质结光伏器件的制作与性能研究【摘要】:能源问题是21世纪世界各国都非常重视的问题之一,而太阳能是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、人类能够自由利

【摘要】:能源问题是21世纪世界各国都非常重视的问题之一,而太阳能是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。加之聚合物成本低、易合成、质量轻等优点,使得有机聚合物太阳能电池成为众多年来一个倍受关注的焦点。本文内容是基于PANI/Nd2O3双层异质结光伏器件的制作与性能研究。 本文以苯胺单体为原料,对甲基苯磺酸为掺杂剂,过硫酸铵为氧化剂,采用化学氧化法合成了聚苯胺(PANI)纳米纤维,用标准四探针法测定了PANI的电导率、利用SEM表征了(?)PANI的形貌,并推断PANI的生长过程是先形成球状颗粒再向纤维状转变。 采用原位聚合法制备了PANI修饰的Pt电极(PANI/Pt),根据PANI/Pt在0.1mol·L-1H2SO4水溶液中的循环伏安(CV)曲线和PANI在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中的紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱,计算出PANI的最高占有轨道的能级EHOMO=-4.84eV,最低空轨道的能级ELUMO=-3.29eV,能隙Eg=1.55eV。实验结果表明,PANI能隙小于太阳光的平均能量,理论上可用于太阳能的光电转换。 采用溶剂蒸发法制备了器件PANI/ITO和器件Nd2O3/ITO,将这两种器件组装为ITO/PANI/Nd2O3/ITO双层异质结光伏器件。研究了ITO/PANI/Nd2O3/ITO的I-U特性曲线和负载曲线。根据负载曲线计算出ITO/PANI/Nd2O3/ITO双层异质结的开路电压(UOC)为145mV,短路电流(ISC)为42μA,填充因子FF为36%。 研究了光照强度、Nd203烧结温度、I(?)ANI聚合时间等因素对器件性能的影响。随着烧结温度的升高,器件的短路电流逐渐增大;光照强度与ITO/PANI/Nd2O3/ITO器件的短路电流(ISC)及开路电压的自然对数(lnUOC)均呈线性关系;聚合时暗为16h的PANI所作器件的UOC,ISC,FF均较大。 【关键词】:聚苯胺 氧化钕 双层异质结 能隙 开路电压 短路电流 填充因子
【学位授予单位】:东北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TM914.4
【目录】:
  • 摘要5-6
  • Abstract6-11
  • 第1章 绪论11-31
  • 1.1 太阳能电池的研究背景及意义11
  • 1.2 太阳能电池的发展历程11-12
  • 1.3 太阳能电池的分类12-15
  • 1.3.1 按电池材料分类12-14
  • 1.3.2 按电池结构分类14-15
  • 1.4 聚合物太阳能电池的研究15-21
  • 1.4.1 聚合物太阳能电池的研究历史及现状15-16
  • 1.4.2 聚合物太阳能电池的结构及工作原理16-20
  • 1.4.3 聚合物太阳能电池的性能参数20-21
  • 1.5 聚苯胺的研究历史及现状21-28
  • 1.5.1 聚苯胺的分子结构22-23
  • 1.5.2 导电聚苯胺的合成方法23-24
  • 1.5.3 导电聚苯胺的导电机理24-25
  • 1.5.4 导电聚苯胺的基本性能25-27
  • 1.5.5 聚苯胺的应用27-28
  • 1.6 稀土纳米材料的应用研究28-29
  • 1.6.1 稀土元素简介28-29
  • 1.6.2 稀土纳米氧化物的应用29
  • 1.7 本课题研究的目的及意义29-31
  • 第2章 聚苯胺的合成与表征及能带结构测定31-39
  • 2.1 实验仪器和试剂31-32
  • 2.2 实验过程32-33
  • 2.2.1 PANI的合成32
  • 2.2.2 PANI的表征32-33
  • 2.2.3 PANI能级结构的测定33
  • 2.3 实验结果与讨论33-37
  • 2.3.1 电导率测定结果分析33-34
  • 2.3.2 PANI的SEM实验结果分析34-35
  • 2.3.3 PANI的FT-IR实验结果35
  • 2.3.4 PANI的能级结构的测定35-37
  • 2.4 本章小结37-39
  • 第3章 ITO/Nd_2O_3/PANI/ITO双层异质结光伏器件的制作与性能测试39-59
  • 3.1 双层异质结薄膜制备方法39
  • 3.2 实验仪器及试剂39-40
  • 3.3 实验过程与结果讨论40-45
  • 3.3.1 ITO导电玻璃的清洗和导电面的标记40-41
  • 3.3.2 ITO/PANI/ITO和ITO/Nd_2O_3/ITO器件的制作41-42
  • 3.3.3 ITO/PANI/Nd_2O_3/ITO双层异质结的制作42-43
  • 3.3.4 ITO/PANI/Nd_2O_3/ITO双层异质结的I-U特性测试43-44
  • 3.3.5 ITO/PANI/Nd_2O_3/ITO器件负载特性的测试44
  • 3.3.6 ITO/PANI/Nd_2O_3/ITO双层异质结器件性能参数的计算44-45
  • 3.3.7 烧结温度对ITO/PANI/Nd_2O_3/ITO器件性能的影响45
  • 3.3.8 光照强度对器件开路电压和短路电压的影响45
  • 3.3.9 PANI的聚合时间对器件性能的影响45
  • 3.4 结果与讨论45-56
  • 3.4.1 ITO/PANI/ITO和ITO/Nd_2O_3/ITO器件的欧姆接触45-47
  • 3.4.2 ITO/PANI/Nd_2O_3/ITO双层异质结的I-U特性测试47-50
  • 3.4.3 ITO/PANI/Nd_2O_3/ITO器件负载特性及器件性能参数的计算50-52
  • 3.4.4 烧结温度对ITO/PANI/Nd_2O_3/ITO器件性能的影响52-53
  • 3.4.5 光照强度对器件开路电压和短路电压的影响53-54
  • 3.4.6 PANI的聚合时间对器件性能的影响54-56
  • 3.5 本章小结56-59
  • 第4章 结论59-61
  • 参考文献61-65
  • 致谢65


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

多晶硅薄膜太阳能电池的研制及发展趋势    秦桂红,严彪,唐人剑

多晶硅薄膜太阳电池    张凤鸣

高分子光伏电池的进展    张力;张秋禹;

非晶硅太阳电池的研发进展    张力 ,薛钰芝

Pt微粒修饰纳米纤维聚苯胺电极对甲醇氧化电催化    周海晖,焦树强,陈金华,魏万之,旷亚非

太阳能电池基本特性测定实验    茅倾青,潘立栋,陈骏逸,陆申龙

稀土纳米材料应用进展    晓哲;

多晶硅薄膜太阳能电池的研究进展    苏孙庆;

单晶硅太阳电池的新进展    钱勇之

我国稀土化合物产业现状和展望    顾保江,龙志奇,黄小卫,李红卫

苝类衍生物有机电子传输材料的研究    莫雄

基于二氧化钛与聚苯胺太阳能电池的研究    刘自然

纳米聚苯胺的合成、表征及应用研究    陈云

水文循环、生态环境和气候变化    陈重酉;孙瑾;胡艳芳;马文筠;冯京桉;方艳;房芳;

可持续环境友好的经济发展模式展望    陈重酉;孙瑾;胡艳芳;李志国;赵磊;冯广青;冯京桉;马文筠;唐晶;方艳;房芳;

多省并醌类聚合物的导电性与分子结构关系    郝春成,于立岩,崔作林,雷清泉

水/离子液体界面聚合法制备聚苯胺微/纳米纤维    张志明;王立群;于良民;魏长峰;李霞;

水性聚苯胺/氟碳复合乳液涂层的防腐蚀性能    李玉峰;曾照坡;王迪;

导电高分子复合材料的研制    潘宝风,李武光

热丝法低温制备多晶硅薄膜微结构的研究    王丽春;张贵锋;侯晓多;姜辛;

纳米纤维的制备及其研究进展    王二兰;陶庭先;辛后群;陈培根;张宇东;吴之传;

聚苯胺导电纤维制备的研究进展    邵敏;王进美;

碱式聚苯胺的小尺寸效应    李奎荣;刘杰;

透明导电玻璃的研究与产业现状    曹四海;韩晓燕;

镓在新能源中的应用研究与进展    石勇;

低温球磨固相掺杂制备聚苯胺/碳纳米管复合材料    李志强;张荻;

基于导电聚合物的智能电致变色织物的研究及应用    李昕;李小宁;付中玉;赵莉;

聚苯胺纳米纤维的制备及其应用    孙洪伟;储德清;

导电混凝土研究现状及发展前景    崔素萍;刘永肖;兰明章;王子明;王亚丽;

一种有机导电胶的直流电阻—温度特性研究    彭景翠;陈小华;

镀膜织物的功能特性研究    陈向东;杨大本;胡道清;

塑料透明导电膜(ITO)的研制及其应用    李会斌;陈红;

聚酰亚胺改性聚苯胺薄膜的制备及其光电性能研究    韦玮;王延敏;宋月贤;封伟;郑建邦;吴洪才;

以鳞片石墨为原料的多功能碳材料的制备与应用研究    李冀辉

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

齐聚噻吩及其衍生物的合成、性能及应用研究    腊明

海参、扇贝和牡蛎的加工特性及其抗氧化活性肽的研究    董秀萍

导电聚苯胺和聚苯胺复合阳极材料的制备及电化学性能研究    黄惠

金属离子掺杂的ZnO第一性原理计算及透明导电薄膜制备研究    谭红琳

超冶金级硅的制备研究    于站良

窄带隙共轭聚合物的制备与光伏性能研究    邓丹

多形态聚吡咯的制备与吸波性能研究    高敬伟

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LED照明系统控制器的设计    杜守增

制备环境温度及紫外线灯照射改善ITO薄膜性能的研究    况琦

硅、锗切割片的损伤层研究    张秀芳

太阳能电池用α-SiC_x:H薄膜的制备与性能研究    张瑞丽

Zn_xCd_(1-x)S纳米粉体及薄膜的制备和光致发光研究    智钢

PAN基碳纤维导电沥青混凝土研究    程景

导电高分子修饰活性炭电极的制备与电化学性能研究    刘兰

铝离子掺杂氧化锌薄膜的溶胶—凝胶法制备及性能    贾波

微孔凝胶聚合物电解质的制备与表征    徐雪菲

染料敏化太阳能电池光阳极和对电极的研究    冯小明

国外聚苯胺防腐涂料工业研发概况    王光国

超声辐照制备聚苯胺/碳纳米管复合微管    邱桂花;陈英红;夏和生;

太阳能开发利用的现状及发展趋势    高峰,孙成权,刘全根

纳米碳管掺杂聚苯胺的光电性能    纪建超,颜悦,沈玫,张崇智

玻璃窗式太阳能电池    剑鸣

聚苯胺及其复合材料研究现状    汪晓芹,廖晓兰,周安宁,李侃社

染料敏化纳米晶体光电池    孙世国,徐勇前,时磊,彭孝军,孙立成

液晶聚苯胺及其衍生物    黄美荣,李新贵,王健

低温n+μc-Si在大面积a-Si太阳电池上的应用    耿新华,孟志国,陆靖谷,孙仲林

CIS和CIGS薄膜太阳电池的研究    孙云,王俊清,杜兆峰,舒保健,于刚,温国忠,周祯华,孙健,李长健,张丽珠

氟代苝酰亚胺电子传输材料的研究    施敏敏

有机小分子太阳能电池的界面研究    宋群梁

氟取代平面共轭大环分子聚集态结构的研究    黄骥

基于PANI/Nd_2O_3双层异质结光伏器件的制作与性能研究    董婷

Baidu
map