染料敏化太陽能電池敏化劑的合成及其性能研究

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1、天津理工大學(xué)碩士學(xué)位論文染料敏化太陽能電池敏化劑的合成及其性能研究姓名：韓虹羽申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：藥物化學(xué)指導(dǎo)教師：薛松201202 摘要伏性能等進(jìn)行了細(xì)致的研究。?蚆??Ｈ?秩玖系牡綰勺R譜榪筂?????????，表明電子復(fù)合降低，‰，，從而導(dǎo)致??值降低。染料聚集是??效率低的另一原因，通過加入??可以使其得到改善。本論文還設(shè)計了兩種釘基染料，多吡啶釕染料因其結(jié)構(gòu)在可見光區(qū)有較寬的吸收光譜，并且有良好的激發(fā)反應(yīng)活性和氧化還原性、氧化態(tài)和激發(fā)態(tài)壽命較長且保持著目前最高的光電轉(zhuǎn)換效率。由于合成

2、路線需要摸索和時間的關(guān)系，本論文只完成了部分合成工作。關(guān)鍵詞：染料敏化太陽能電池染料敏化劑光電轉(zhuǎn)換效率光伏性能 ???????????????．???????????????，????????????????．????????????????????????????甌???????琲????????，????????????????????鶴???甌?????????????????????．?????????????????????????琕?????????????????????．?????

3、???，??琣???????????????????????????????????????臏????‘???????．????????????????????????????甤?????????????泐???????????????????????．????????????????．??，?????????????? 引言引 第一章文獻(xiàn)綜述??太陽能概述眾所周知，太陽能是地球上生物賴以生存的根本能源。太陽的本質(zhì)是個氣體球，其核心區(qū)的壓力可達(dá)到?????個大氣壓，有著?????嫻母呶攏?芏仍嘉K

4、????????????：?????????????????用來減少傳統(tǒng)能源的使用。因此，有機(jī)染料敏化太陽能電池的丌發(fā)和利用有著深遠(yuǎn)重大的意義。 式?。人陽能電池是實現(xiàn)光能轉(zhuǎn)化為電能的媒介，其實質(zhì)是根掘光電效應(yīng)將太?能“接轉(zhuǎn)換為電能的、’種光電器什。的光能轉(zhuǎn)換成電能。自??年單品硅太??；?躥乜池研制成功丌始，對太陽能的丌發(fā)一．隨延續(xù)乍今。表??列?了半個肚紀(jì)以來人?能電池發(fā)展巾的重要，扛件。太何?躭乜池發(fā)展史???圖??太田?躄?池種類? 第一章文獻(xiàn)綜述??染料敏化太陽能電池???囊??·?——

5、一?圖??染料敏化太陽能電池示意圖?????????工作原理具體過程可由下式表示： ?玖霞し?光陽極反應(yīng)?????猅??疭’?綰勺R??緗庵駛乖?????一????％·÷???人射光???性能的評價指標(biāo)值?? 第一章文獻(xiàn)綜述開路電壓??指電池在開路條件下的輸出電壓，是電池所能產(chǎn)生的最大光電壓，??硎竟獾緦鰨琲?硎景檔緦鰨?賑與暗電流成反比關(guān)系。?填充因子泐??????????疛?公式?．?一般來說，太陽能電池的礦為?????。?入射單色光光電轉(zhuǎn)換效率???表達(dá)式如下：??凡，??????疦?率的主

6、要因素。??的光陽極??用，因此，要滿足一下幾個條件【???：中，電子能較快速的傳輸而避免其與電解液中電子受體的復(fù)合；敏化劑分子和氧化還原電解質(zhì)相匹配；納米多孔??薄膜剛好能滿足以上條件，其不但有著較高的比表面積滿足對染料 的吸附量，而且染料與??表面形成的?畂．?鍵可促進(jìn)激發(fā)染料電子向??薄膜轉(zhuǎn)移，從而使得量子效率幾乎達(dá)到????】。此外，??這種材料化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、安全無毒、資源豐富而且價格相對便宜，種種優(yōu)點促使其在染料敏化太陽能電池中廣泛應(yīng)用。??有??種方式。該方法具有操作簡單且可控制納米晶

7、狀態(tài)等優(yōu)點，如通過改變電解液構(gòu)成、陽極氧化電壓、電解液的酸度值以及氧化時間，得到所需尺寸的納米管，且排列整齊穩(wěn)定性高。料基板這樣的柔性基板可以減輕電池重量，可促進(jìn)其連續(xù)生產(chǎn)過程，進(jìn)而降低制造成 第一章文獻(xiàn)綜述????的電解質(zhì)膠劑。目前，全固態(tài)電解質(zhì)的敏化太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率很低，仍然面臨許多難題，而液體電解質(zhì)在長期穩(wěn)定性上的問題也無法得到解決，因此，準(zhǔn)固體電解質(zhì)應(yīng)運(yùn)而生，為解決上述問題廣大研究者寄以厚望。因為加入膠凝劑的緣故，使得準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)的穩(wěn)定性有所提高。準(zhǔn)固體電解質(zhì)膠凝劑分為有機(jī)小分子膠

8、凝劑，納米粒子膠凝劑和聚合物膠凝劑三類??。??燙?緗庵剩汗?fàn)C?緗庵手饕7炙睦啵?純傷芐躍?宓緗庵省????、无机P．型半??染料敏化劑???比二氧化鈦半導(dǎo)體導(dǎo)帶的能級更負(fù)； ??A吮苊庾⑷氳牡繾雍脫躉??玖現(xiàn)匭陸岷希?繾幼⑷朧谷玖喜??摹篎電荷應(yīng)遠(yuǎn)離二氧化鈦表面，位于染料的供電部分；??詘氳繼宓謀礱媯?玖喜荒鼙瘓奐?員苊餿玖霞し⑻?幕?罘欠?浯忝稹??。染料敏化劑的分類大致如圖??所示：?ⅰ?襖嗟慕鶚舳噙拎づ浜銜颕??鶚粲謝?玖蟟．??削弋??金屬有機(jī)染料 第一章文獻(xiàn)綜述?????