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钨掺杂二氧化钛及其染料敏化太阳能电池研究

作　者: 刘芳
导　师: 王忠胜；黄春辉；赵永亮
学　校: 内蒙古大学
专　业: 化学
关键词: 染料敏化太阳能电池 TiO2 薄膜 溶胶-凝胶 钨 掺杂
分类号: TM914.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 259次
引　用: 2次
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内容摘要


染料敏化太阳能电池(DSSC)是一种新型光伏电池,其制作工艺简单,成本低,并且对环境无污染,因此具有良好的应用前景。纳米晶TiO2薄膜是DSSC的一个重要组成部分。本文通过把W掺杂到TiO2中,改良TiO2的光电性能,从而使DSSC的能量转化效率提高。本文主要研究内容有以下两点：1.W掺杂纳米TiO2的合成与表征本文通过溶胶-凝胶法合成了六种W掺杂TiO2纳米粒子,其中,W与Ti的摩尔比分别为0.1%,0.2%,0.5%,1%,2%和5%。通过XRD、UV、SEM和TEM等手段对W掺杂Ti02纳米粒子进行了表征,研究结果表明,W掺杂既没有改变Ti02纳米粒子的尺寸,也没有改变TiO2的晶型。和未掺杂的TiO2一样,所合成的六种W掺杂TiO2都是锐钛矿晶型,颗粒直径约20 nm。2.DSSC的组装和测试通过研究W掺杂量对DSSC性能的影响,发现W掺杂可以显著提高短路光电流。当W与Ti的摩尔比为0.2%时,DSSC的性能最佳,在AM 1.5(100 mW/cm2)模拟太阳光照射下,短路光电流为15.9 mA／cm2,开路光电压为0.55 V,填充因子为0.59,能量转化效率为5.1%。与未掺杂TiO2的DSSC相比,短路光电流和能量转化效率分别提高了15%和21%。我们认为W掺杂可以降低二氧化钛的导带边,有利于电子注入,从而使得光电转化效率(IPCE)最大可以提高16%。

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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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