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复合染料及其双膜片敏化工艺研究

作 者: 王新亭
导 师: 王丽秋
学 校: 燕山大学
专 业: 化学工程
关键词: 染料敏化太阳能电池 染料复配物 双膜片敏化法 敏化装置 光谱及光电性能
分类号: TM914.4
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
下 载: 6次
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内容摘要


染料敏化太阳能电池具有光电转换效率高、制备工艺简单及成本低等优点,因而具有极大的开发应用潜力。本文通过四种染料的复配制得复合染料,并将之用于纳米TiO2半导体薄膜的敏化,制备得到了染料敏化纳米TiO2光阳极材料及其太阳能电池;设计开发了双膜片染料敏化方法及敏化装置。以对氨基偶氮苯染料、罗丹明B染料、线性五甲川菁染料和荧光素染料,四种染料为原料,按其一定浓度和比例进行复配,制备得到复合染料。光谱测试结果表明,复合染料在200-700nm区间有良好的光吸收,接近于太阳能光谱;将所制得的复合染料用于纳米TiO2半导体薄膜的敏化,制备得到了相应的染料敏化纳米TiO2半导体薄膜电极材料,并将其组装成太阳能电池,实验测得其开路电压为293.1mV,短路电流为0.539mA。设计开发了一种新的染料敏化方法-双膜片法,并申请了中国发明专利。新方法主要是将两片涂有半导体薄膜的导电玻璃的膜面相对,使其底端刚好浸入到染料液面下,利用毛细作用使染料溶液均匀进入并充满两膜面间的缝隙,使半导体膜面进行染料敏化;设计开发了该双膜片法的敏化装置;制备的染料敏化纳米TiO2半导体薄膜电极材料及双膜片法敏化装置,已获得了中国发明专利;对比研究了新开发的双膜片和已有传统的浸渍法的敏化效果,结果表明:两种方法都具有良好的敏化效果,但双膜片法的敏化效果更加均匀,且染料耗量小、成本低、无染料废液形成、对环境友好,有工业化应用前景。

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 独立电源技术(直接发电) > 光电池 > 太阳能电池
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