天然染料敏化太陽能電池論文

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1、天然染料敏化太陽能電池畢業(yè)論文目錄第1章課題整體框架11.1課題任務(wù)11.2課題要求11.3研究意義1第2章設(shè)計(jì)方案22.1染料敏化太陽能電池的概述22.1.2染料敏化太陽能電池的發(fā)展22.1.2性能術(shù)語及基本概念32.1.2.1-曲線32.1.2.2開路電壓32.1.2.3短路電流32.1.2.4填充因子32.1.3染料敏化太陽能電池工作原理42.2材料和儀器部分42.2.1材料52.2.2儀器52.3設(shè)計(jì)過程52.3.1光陽極的制備52.3.1.1二氧化鈦薄膜52.3.1.2二氧化鈦薄膜光陽極的制備52.3.2天然染料的

2、提取過程72.3.2.1染料的要求72.3.2.2染料的提取92.3.3對(duì)電極的制備122.3.4電解液122.3.4.1液態(tài)電解質(zhì)系統(tǒng)132.3.4.2溶膠-凝膠（準(zhǔn)固態(tài)）電解質(zhì)系統(tǒng)132.3.4.3全固態(tài)電解質(zhì)系統(tǒng)142.3.4.4電解液的制備142.3.5電池的組裝142.3.5.1染色142.3.5.2電池組裝142.3.6染料敏化太陽能電池的電學(xué)性能測(cè)試14第3章調(diào)試與實(shí)現(xiàn)173.1實(shí)現(xiàn)功能描述173.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析173.3設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)難點(diǎn)183.3.1設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)183.3.2設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)183.4解決方案18

3、V3.5實(shí)現(xiàn)展示19第4章總結(jié)20V參考文獻(xiàn)211第1章課題整體框架第1章課題整體框架1.1課題任務(wù)1、用溶膠-凝膠法制備納米薄膜；2、選擇并提取天然染料；3、設(shè)計(jì)并制作染料敏化太陽能電池；4、測(cè)出其開路電壓及短路電流等數(shù)據(jù)，分析DSSC性能及影響因素。1.2課題要求1、掌握DSSC光電轉(zhuǎn)換原理；2、熟悉染料敏化太陽能電池的制作工藝；3、設(shè)計(jì)的DSSC能測(cè)出其開路電壓及短路電流；4、通過設(shè)計(jì)過程，學(xué)會(huì)分析影響DSSC光電轉(zhuǎn)換效率的因素。1.3研究意義能源和環(huán)境是實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素，是近十幾年來世界關(guān)注的焦點(diǎn)。隨

4、著世界經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)能源的需求越來越多，不可再生能源面臨著枯竭。新能源開發(fā)成為各國(guó)政府首要解決的問題。在各種可再生能源(風(fēng)能、水能、太陽能等)中，太陽能由于具有清潔、使用安全、取之不盡、利用成本低且不受地理?xiàng)l件限制等優(yōu)點(diǎn)，而備受青睞。當(dāng)前太陽能的利用主要以光熱轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換以及光化學(xué)能轉(zhuǎn)換為主。其中光電轉(zhuǎn)換也就是太陽能電池是太陽能利用研究的熱點(diǎn)之一。太陽能電池是根據(jù)光生伏特效應(yīng)制成的光電轉(zhuǎn)換器件。到目前為止，基于半導(dǎo)體硅及無機(jī)半導(dǎo)體化合物的太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率是最高的。但長(zhǎng)期以來，復(fù)雜的制作工藝和昂貴的成本限制了它們的

5、發(fā)展和應(yīng)用。所以近年來各國(guó)科學(xué)家正展開對(duì)新型太陽能電池的研究。相對(duì)于傳統(tǒng)太陽能電池，染料敏化太陽能電池制備工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，成本低廉，原材料廣，并且無污染，因此，染料敏化太陽能電池是現(xiàn)在研究新型太陽能電池的重點(diǎn)研究方向之一。通過本次畢設(shè)，不僅了解了染料敏化太陽能電池的工作原理及工藝，還自己動(dòng)手制備，使得自己對(duì)染料敏化太陽能電池有了更深入的了解，并且通過對(duì)所制備的樣品進(jìn)行測(cè)試，深入分析其光電特性。21電子科技大學(xué)成都學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第2章設(shè)計(jì)方案2.1染料敏化太陽能電池的概述2.1.2染料敏化太陽能電池的發(fā)展早在160多年前，

6、法國(guó)科學(xué)家Becquerel首次觀察到用氧化銅或鹵化銀涂在金屬電極上會(huì)產(chǎn)生光電現(xiàn)象【1】。1873年，德國(guó)光電化學(xué)家HemnanVogel教授發(fā)現(xiàn)用染料處理的鹵化銀可以大大擴(kuò)展其對(duì)可見光的反應(yīng)能力，甚至可擴(kuò)展到紅光和紅外光【2】。1887年，Moser在鹵化銀電極上涂上赤蘚紅(erythrosine)染料進(jìn)一步證實(shí)了光電現(xiàn)象【2】。20世紀(jì)60年代，這一領(lǐng)域的研究達(dá)到高潮，德國(guó)的H.GerischerH.TributschMeier及R.Memming得出染料吸附在半導(dǎo)體上并在一定條件下產(chǎn)生電流的機(jī)理,成為光電化學(xué)電池的重要

7、基礎(chǔ)[2]。1972年，F(xiàn)ujishima和Honda’s首次將半導(dǎo)體TiO2作為電極光解水獲得成功以來，TiO2在太陽能電池方面的應(yīng)用開始受到了人們的關(guān)注。但由于TiO2是寬帶隙半導(dǎo)體，帶隙寬度為3.2eV，因而光譜響應(yīng)范圍很窄，光電轉(zhuǎn)換效率很低【2】。20世紀(jì)80年代，光電轉(zhuǎn)換研究的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向人工模擬光合作用，美國(guó)州立Arizona大學(xué)的Gust和Moore研究小組成功模擬了光合作用中光電子轉(zhuǎn)換過程，并取得了一定的成績(jī)。大自然光合作用中的光電轉(zhuǎn)換給了人們很大的啟示，葉綠體色素在光電轉(zhuǎn)換中扮演著重要的角色。于是，人們就想到用

8、光敏染料來敏化TiO2半導(dǎo)體，利用染料對(duì)可見光的敏感性，來拓寬TiO2的光譜響應(yīng)范圍【2】。20世紀(jì)70年代到90年代，R.Memming等人大量研究了各種染料敏化劑與半導(dǎo)體納米晶間的光敏化作用，研究主要集中在平板電極上，這類電極表面吸附了單層染料，有效地拓寬了半導(dǎo)體的光譜響應(yīng)范圍。但單層