学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

染料敏化太阳能电池对电极及电解质的研究

作　者: 许芳怡
导　师: 胡志强
学　校: 大连工业大学
专　业: 材料学
关键词: PEDOT:PSS-C PEDOT:PSS-CuI 对电极 电解质 染料敏化太阳能电池
分类号: TM914.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 3次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


本文以导电聚合物（3，4-乙烯二氧噻吩）：聚苯乙烯磺酸（PEDOT:PSS）分别与无机导电粉体炭黑、石墨、活性炭及导电炭浆混合为原料加入适量的有机溶剂二甲基亚砜(DMSO)，用滚涂法在柔性ITO/PET基底上制备了新型的对电极，用它代替昂贵的Pt电极作为染料敏化太阳能电池的对电极。采用微乳液法，以CuSO4·5H2O和KI为原料制备了CuI粉体，以实验室自制的无机P型半导体CuI粉体、导电聚合物PEDOT:PSS及乙腈为原料，制备了PEDOT:PSS-CuI复合电解质及纯CuI固态电解质进行了对比。将制备的PEDOT:PSS-C新型对电极、PEDOT:PSS-CuI复合电解质和纯CuI固态电解质与TiO2光阳极，组装成染料敏化太阳能电池进行电池性能测试。通过四探针测试仪、扫描电镜、太阳能电池测试仪，分别测试了柔性PEDOT:PSS-C对电极薄膜的方块电阻、表面形貌及其伏安特性；通过X射线衍射（XRD）和激光粒度分析仪对CuI粉体的晶型和粒度进行了分析，用四探针电阻仪测定了电解质薄膜的电阻率，测试了染料敏化太阳能电池的性能。并比较了纯CuI固态电解质与PEDOT:PSS-CuI复合电解质的电池性能及稳定性。结果表明：PEDOT:PSS与活性炭复合的对电极性能较优，且最佳掺杂量为5％,实现了柔性化的PEDOT:PSS-C复合对电极。当CuI在PEDOT:PSS中添加量为20%时，PEDOT:PSS-CuI复合电解质组装电池的性能较好，与PEDOT:PSS-活性炭对电极组装的染料敏化太阳能电池，在100mW/cm2的光照下，得到短路电流密度为1.72mA/cm2，开路电压为0.77V，填充因子为0.50，光电转化效率为1.41%，且PEDOT:PSS-CuI复合电解质的性能稳定性要优于纯CuI固态电解质。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章 前言  9-11
第二章 文献综述  11-29
  2.1 染料敏化太阳能电池的基本结构  11-12
  2.2 染料敏化太阳能电池的工作原理  12-13
  2.3 染料敏化太阳能电池的动力学过程  13-14
  2.4 染料敏化太阳能电池的性能参数  14-16
  2.5 染料敏化太阳能电池电解质的研究进展  16-19
    2.5.1 液态电解质  16-17
    2.5.2 准固态电解质  17
    2.5.3 固态电解质  17-19
      2.5.3.1 无机 p 型半导体材料  17-18
      2.5.3.2 导电聚合物  18-19
  2.6 染料敏化太阳能电池对电极的研究进展  19-22
    2.6.1 铂对电极  19-21
    2.6.2 碳对电极  21-22
    2.6.3 氧化铜对电极  22
  2.7 PEDOT:PSS 在染料敏化太阳能电池中的应用  22-24
  2.8 碳材料在染料敏化太阳能电池中的应用  24-25
  2.9 柔性染料敏化太阳能电池的研究进展  25-26
  2.10 染料敏化太阳能电池存在问题及展望  26-27
  2.11 选题的目的和意义  27-29
第三章 实验部分  29-38
  3.1 实验药品及设备  29-30
    3.1.1 实验药品  29-30
    3.1.2 实验设备  30
  3.2 基底的预处理  30-31
  3.3 TiO_2光阳极的制备  31-33
    3.3.1 致密 TiO_2薄膜的制备  31-32
    3.3.2 多孔 TiO_2薄膜的制备  32-33
  3.4 染料的配制与吸附  33-34
  3.5 PEDOT:PSS-C 对电极的制备  34
  3.6 电解质的制备  34-36
    3.6.1 LiI/I_2液体电解质的制备  34-35
    3.6.2 PEDOT:PSS-CuI 复合电解质的制备  35-36
      3.6.2.1 CuI 纳米粉体的制备  35-36
      3.6.2.2 PEDOT:PSS-CuI 电解质的制备  36
    3.6.3 纯 CuI 固态电解质的制备  36
  3.7 染料敏化太阳能电池的组装  36-37
  3.8 分析测试方法  37-38
    3.8.1 X 射线衍射分析  37
    3.8.2 扫描电镜分析  37
    3.8.3 粒度测试  37
    3.8.4 方块电阻及电阻率测试  37
    3.8.5 薄膜厚度测试  37
    3.8.6 光电性能测试  37-38
第四章 结果与讨论  38-54
  4.1 PEDOT:PSS-C 对电极薄膜的分析  38-47
    4.1.1 表面形貌的分析  38-41
    4.1.2 表面电阻分析  41-42
    4.1.3 DSSC 电池光电性能测试  42-47
      4.1.3.1 不同炭材料对 DSSC 电池光电性能的影响  42-44
      4.1.3.2 不同厚度的对电极薄膜对 DSSC 电池光电性能的影响  44-46
      4.1.3.3 不同基底上 PEDOT:PSS-活性炭对电极的伏-安性能  46-47
  4.2 CuI 粉体的分析  47-50
    4.2.1 CuI 粉体的 X 射线衍射分析  47-49
    4.2.2 粒径分析  49-50
  4.3 PEDOT:PSS-CuI 复合电解质的分析  50-54
    4.3.1 不同电解质薄膜的电阻率分析  50
    4.3.2 电池性能测试  50-54
      4.3.2.1 不同电解质组装 DSSC 电池的电池性能  50-52
      4.3.2.2 电池性能稳定性的影响  52-54
第五章 结论  54-55
参考文献  55-60
致谢  60-61
附录 作者攻读硕士期间发表的论文及成果  61

相似论文

  1. Mg-Li和Mg-Li-Ce合金电化学性能研究,TG146.22
  2. 吡啶类金属配合物电子光谱和氧化还原性质的理论研究,O627
  3. 荧光铕纳米粒的构建与免疫分析以及苦瓜功能饮料研究,TS275
  4. 药物多组分净信号光谱分析和量子点的聚电解质保护及其在核酸检测中的应用,R91
  5. 荧光磁性纳米粒的制备及其在生物分析中应用,TB383.1
  6. 锂离子电池用复合型聚合物电解质膜的设计、制备及其应用研究,TM912
  7. 氧化钛纳米棒阵列薄膜的结构可控制备及其电化学性能,TB383.2
  8. 聚合物基功能性材料的制备与性能,TB34
  9. 以球形聚电解质刷为纳米反应器制备纳米金属颗粒及其催化性能,TB383.1
  10. Na3AlF6-K3AlF6AlF3熔体初晶温度、Al2O3溶解度及惰性阳极低温电解工艺研究,TF821
  11. TiO2/SrO核壳结构纳米线阵列的制备与表征及其在DSSC中的应用,TB383.1
  12. 以二羧基乳酸络钛酸铵为钛源制备纳米氧化钛及其DSSCs性能研究,TB383.1
  13. 大面积单基板全固态染料敏化太阳能电池研究,TM914.4
  14. 染料敏化太阳能电池碳对电极的研究,TM914.4
  15. 纳米苯基硅树脂的制备与应用,TB383.1
  16. 复杂铝电解质成分分析及分子比校正研究,TF821
  17. 金属酞菁敏化太阳能电池性能研究,TM914.4
  18. 急性高容性血液稀释联合术中自体血回输对脊柱手术患者氧代谢及内环境的影响,R614
  19. 新疆不同民族电解质与高血压关系的研究,R544.1
  20. TiO_2基光阳极的改性及光电性能研究,TM914.4
  21. 长程和受限作用对高分子构象和形态的影响,O631.3

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
© 2012 www.xueweilunwen.com