论文题目: 染料敏化二氧化钛纳米晶薄膜太阳电池研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 凝聚态物理
作者: 韩宏伟
导师: 赵兴中
关键词: 纳米晶,太阳电池,染料敏化,电解质,二氧化钛
文献来源: 武汉大学
发表年度: 2005
论文摘要: 利用太阳能光伏发电是能源利用不可逆转的潮流。光伏产业是目前发展最快的产业。在过去五年中,世界光伏电池产业以平均每年40%的速度稳定增长,这是比IT行业发展还快的产业。降低成本和提高转换效率是目前光伏行业迫切需要解决的问题。 染料敏化纳米晶太阳电池是当前纳米技术和光电转换材料研究的热点之一,其廉价的成本和简单的制作工艺以及稳定的性能,为人类廉价和方便的利用太阳能提供了更有效的方法。同时,怎样进一步提高染料敏化纳米晶太阳电池的稳定性和光电转换效率是关乎该电池实际应用前景的重大课题。基于目前染料敏化纳米晶太阳电池国内外发展情况,并结合国内纳米粉末制备的成熟技术,本论文从以下几个方面进行研究:以自制纳米粉末为原料制备纳米晶薄膜及合成具有良好光谱响应的酞菁衍生物来降低成本;以磁控溅射的方法改进纳米晶薄膜的电荷传输性能;以固态电解质替代液态电解质来提高电池的稳定性。 本论文的具体研究内容和主要结论在于: 1.结合目前太阳电池发展前沿和国内发展现状,通过以两种易聚集的平均粒径为26nm的纳米粉末TiO2Ⅰ、TiO2Ⅱ为原料、采用一种快速挥发溶剂并固定纳米颗粒的新技术成功制备出具有高比表面面积的纳米晶TiO2薄膜。以X-ray衍射（XRD）、透射电子显微（TEM）、扫描电子显微（SEM）和X-ray光电子能谱（XPS）测试了薄膜的结构和性能。结果表明颗粒的平均尺寸在450℃下热处理前后没有改变,1微米厚的薄膜产生的粗糙因子为86和80。而以粒径为36纳米传统TiO2粉末P25为原料制得的具有同样厚度的薄膜能产生粗糙因子为82。TiO2Ⅰ纳米晶薄膜电极在0.05M四丁基溴化铵（TBAB）的碳酸丙烯酯（PC）溶液中的电化学性能测试展现了与P25薄膜相似的良好电化学活性。而且,这种方法适合于以其他材料或更小纳米颗粒为原料,制备应用于染料敏化纳米晶太阳电池的薄膜; 2.根据电荷在纳米晶薄膜上复合的特点,通过直流磁控溅射和粉末涂覆法分别在导电玻璃上依次沉积一层溅射沉积TiO2层和一层纳米晶TiO2层,从而构建了
论文目录:
摘要
Abstract
引言
第一章 绪论
第一节 能源挑战与机遇
第二节 硅太阳电池
第三节 化合物半导体电池
第四节 染料敏化纳米晶太阳电池
第五节 选题目的与课题设计
第二章 染料敏化纳米晶太阳电池
第一节 结构及原理
第二节 基本概念
第三节 纳米晶网络半导体电极
第四节 敏化染料
第五节 电解质
第三章 纳米晶二氧化钛薄膜
第一节 引言
第二节 实验部分
第三节 结果与讨论
第四节 小结
第四章 新型杂化电极
第一节 引言
第二节 实验部分
第三节 结果与讨论
第四节 小结
第五章 酞菁染料敏化杂化电极
第一节 引言
第二节 实验部分
第三节 结果与讨论
第四节 小结
第六章 CuI空穴半导体材料作电解质
第一节 引言
第二节 实验部分
第三节 结果与讨论
第四节 小结
第七章 高分子固态电解质研究
第一节 引言
第二节 实验部分
第三节 结果与讨论
第四节 小结
第八章 结束语
第一节 主要研究成果与创新
第二节 展望
参考文献
附录 论文、专利及出版物目录
后记
发布时间: 2006-03-27
参考文献
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