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《氧化鈦基光陽(yáng)極薄膜的制備及性能測(cè)試》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、潰壓料技大學(xué)論文題目：氧化鈦基光陽(yáng)極薄膜的制備及性能測(cè)試學(xué)科門(mén)類(lèi)：工學(xué)一級(jí)學(xué)科：材料科學(xué)與工程+培養(yǎng)單位：材料科學(xué)與工程學(xué)院碩士生：朱春奎導(dǎo)師：朱振峰教授劉輝副教授2014年5月PREPARATIoNANDPERFoRMANCEoFr】時(shí)02BASEDPHOTOANoDESFoRDYE．SENSITIZEDSOLARCELLSA111esisSubmittedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheDe伊eeofMasterofEngi
2、neeringScienceByChunkuiZhuThesisSupervisor：ProfessorZhenfengZhuAssociateprofessorHuiLiuMay2014氧化鈦基光陽(yáng)極薄膜的制備及性能測(cè)試摘要上世紀(jì)末全球出現(xiàn)的能源危機(jī)與環(huán)境危機(jī)，引起人們對(duì)綠色能源的關(guān)注。染料敏化太陽(yáng)能電池作為一種新型的太陽(yáng)能裝置，白被報(bào)道以來(lái)就受到了學(xué)術(shù)界與商業(yè)界的廣泛關(guān)注。其相對(duì)較低的制造成本、簡(jiǎn)單的制備工藝和技術(shù)、良好的光學(xué)穩(wěn)定性、高的轉(zhuǎn)換效率且對(duì)環(huán)境無(wú)污染使得其有望取代傳統(tǒng)的P-N結(jié)太陽(yáng)能電池。光陽(yáng)極薄膜作為染料敏化太陽(yáng)能電池重要組成部分，最常見(jiàn)的是由
3、TiO：納米晶組成的薄膜，其質(zhì)量的好壞對(duì)電池的效率有著很大的影響。本論文從制備高質(zhì)量的TiO：粉末材料出發(fā)，利用刮涂法制備出了氧化鈦基光陽(yáng)極薄膜。利用所制備的電極經(jīng)敏化，封裝制備出了染料敏化太陽(yáng)能電池并測(cè)試了電池的光電轉(zhuǎn)換性能。論文中研究了薄膜結(jié)構(gòu)、薄膜形貌、薄膜晶相組成、薄膜的染料吸附性能對(duì)電池光電轉(zhuǎn)換性能的影響。通過(guò)對(duì)薄膜制備工藝與薄膜結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，抑制電池內(nèi)部的背反應(yīng)，提高染料敏化太陽(yáng)能電池的光電性能。主要內(nèi)容如下：(1)采用不同濃度的KCl鹽溶液控制鈦酸丁酯在乙醇中的水解制備了兩種粒徑的Ti02微球，并分析了KCl鹽溶液在鈦酸丁酯水解過(guò)程中的作用機(jī)理。利
4、用電子掃描顯微鏡(SEM)，X射線(xiàn)衍射分析(Ⅺm)與紫外可見(jiàn)漫反射光譜(DRS)對(duì)制備的Ti02微球進(jìn)行了表征。同時(shí)，對(duì)比研究了這兩種粒徑的Ti02微球制備的光陽(yáng)極形貌、染料吸附性能和光電轉(zhuǎn)換性能。其中粒徑為350nlYl的氧化鈦微球，具有優(yōu)良的染料吸附能力與致密的薄膜結(jié)構(gòu)，使得電池的整體性能較好，具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。(2)選用粒徑為350nlTl的Ti02微球?yàn)樵?，并利用刮涂法制備了氧化鈦基光?yáng)極薄膜，采用多次刮涂的手段來(lái)增強(qiáng)電池的性能。重點(diǎn)研究了刮涂次數(shù)對(duì)薄膜形貌、薄膜厚度、薄膜的染料吸附性能及其光電性能的影響。經(jīng)過(guò)比對(duì)研究發(fā)現(xiàn)，4-6次刮涂(厚度在12
5、—16gm)獲得的電池光電性能較好。其中4次刮涂時(shí)所得電池的效率最高，達(dá)到了3．6％。(3)在選取最佳工藝的基礎(chǔ)上我們使用TiCl4溶液處理得到的光陽(yáng)極薄膜，研究發(fā)現(xiàn)TiCl4處理后電池的光電流與光電性能都有著很大的提高。采用TiCL處理制備的光陽(yáng)極薄膜可以修補(bǔ)電極的內(nèi)部缺陷，增強(qiáng)薄膜內(nèi)部顆粒間的接觸，從而抑制電池內(nèi)部的復(fù)合反應(yīng)，增強(qiáng)其光電性能，最終得到了效率高達(dá)5．26％的染料敏化太陽(yáng)能電池。(4)利用高濃度的NaOH溶液腐蝕P25制備出了規(guī)則的Ti02納米線(xiàn)。利用SEM，XRD，DRS的測(cè)試手段對(duì)獲得的Ti02納米線(xiàn)進(jìn)行了表征。我們研究了使用Ti02納米線(xiàn)
6、制備的光陽(yáng)極薄膜的形貌、薄膜的染料吸附性能與光電性能。由于其較低的染料吸附性能使得其效率和光電流都很小，但是其較高的開(kāi)路電壓表明Ti02納米線(xiàn)具有優(yōu)良的電子傳導(dǎo)能力。(5)將上述制備的一維的Ti02納米線(xiàn)混合Ti02微球制備氧化鈦漿料，采用四次刮涂工藝制備出了由二者組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)薄膜。研究了加入不同含量的Ti02納米線(xiàn)對(duì)薄膜形貌，染料吸附性能和光電性能的影響。結(jié)果表明適量的TiO：納米線(xiàn)可以有效的增強(qiáng)光陽(yáng)極薄膜內(nèi)部的電子傳遞，提高電池的光電流和轉(zhuǎn)換效率。但是當(dāng)納米線(xiàn)的含量過(guò)多時(shí)，極容易在薄膜中圍成大的孔道，造成電極內(nèi)部背反應(yīng)的加劇。當(dāng)Ti02納米線(xiàn)的含量為10
7、wt％，電池的效率最高為6．37％。關(guān)鍵詞：刮涂法，光陽(yáng)極，染料敏化太陽(yáng)能電池，光電性能PREPARATIoNANDPERFoRMANCEOFTi02BASEDPHoToANoDESFORDYE．SENSITIZEDSoLARCELLSABSTRACTSincetheemergenceofglobalenergycrisisandtheenvironmentalcrisisattheendoflastcentury，thedevelopmentandutilizationofgreenenergyhaveattractedglobalattention．Asa
8、newkindofSOlarcells
