柔性太阳能电池电极制备

【摘要】：本论文采用丝网印刷技术在柔性ITO/PET基底上制备柔性染料敏化太阳能电池TiO2多孔薄膜，采用叔丁醇做分散剂，通过在P25粉体中加入不同量的叔丁醇，同时添加适量的二氧化钛低温水热粉，低温烧结制备TiO2多孔薄膜光电极。对浆料的粘度、薄膜的表面形貌、薄膜厚度、方块电阻以及组装成电池后的光电转换性能进行了测试和表征，分析影响因素，寻求最佳的反应物量及薄膜的最佳性能，从而提高电池光电转化性能；通过丝网印刷法制备柔性染料敏化太阳能电池新型多孔碳薄膜对电极，通过对碳对电极薄膜表面形貌、碳薄膜的方块电阻及组装后的太阳能电池电学性能进行对比分析，寻求最佳的原料的最佳配比量及薄膜的最佳性能，以提高电荷转移速率，从而提高太阳能电池光电转化性能。 研究表明：：以叔丁醇作为分散剂，在P25粉体中，添加适量TiO2低温水热粉，可以稍微提高DSSC的性能。以叔丁醇作为分散剂，导电浆料与石墨的质量比为2:1时，料浆的流变性能最佳，以此料浆制备的碳对电极具有较好的电性能，通过对比发现在料浆中加入石墨一定程度上提高了碳电极的性能。 【关键词】：柔性 粘度 丝网印刷 TiO_2多孔薄膜 碳对电极 石墨
【学位授予单位】：大连工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 引言9-11
• 第二章 文献综述11-30
• 2.1 染料敏化太阳能电池11-16
• 2.1.1 染料敏化太阳能电池的发展11-13
• 2.1.2 染料敏化太阳能电池的结构和工作原理13-16
• 2.2 柔性染料敏化太阳能电池16-21
• 2.2.1 和传统湿化学电池的区别17-18
• 2.2.2 柔性染料敏化太阳能电池的制备方法18-21
• 2.2.2.1 电泳沉积法18
• 2.2.2.2 微波烧结法18-19
• 2.2.2.3 紫外－化学气相沉积法19-20
• 2.2.2.4 胶体涂膜低温烧结法20
• 2.2.2.5 水热法20-21
• 2.2.2.6 机械压制沉积法21
• 2.3 染料敏化太阳能电池的电解质21-23
• 2.3.1 液态电解质22
• 2.3.2 准固态电解质22
• 2.3.3 固态电解质22-23
• 2.4 柔性染料敏化太阳能电池对电极23-28
• 2.4.1 染料敏化太阳能电池对电极的研究现状23-25
• 2.4.1.1 铂对电极的研究现状23-24
• 2.4.1.2 碳对电极的研究现状24-25
• 2.4.1.3 其它种类对电极的研究现状25
• 2.4.2 对电极的组合25-26
• 2.4.3 碳对电极26-28
• 2.5 柔性染料敏化太阳能电池存在问题和发展趋势28-29
• 2.5.1 DSSC 今后还需解决的问题28-29
• 2.6 本文的研究特色和创新之处29-30
• 2.6.1 本文的研究特色29
• 2.6.2 本论文的创新之处29-30
• 第三章 实验30-38
• 3.1 实验药品30-31
• 3.2 实验仪器31
• 3.3 实验过程31-36
• 3.3.1 PET 柔性基底的清洗31-32
• 3.3.2 二氧化钛水热粉的制备32-33
• 3.3.3 TiO_2薄膜的制备33-34
• 3.3.4 碳薄膜对电极的制备34-35
• 3.3.5 增感色素的配制35
• 3.3.6 液体电解质的制备35-36
• 3.3.7 DSSC 电池的组装36
• 3.4 分析测试方法36-38
• 3.4.1 料浆流变性能的表征36-37
• 3.4.2 薄膜表面形貌37
• 3.4.3 柔性导电 ITO/PET 方块电阻37
• 3.4.4 薄膜电极厚度的测量37
• 3.4.5 DSSC 电池性能测试37-38
• 第四章 结果与讨论38-55
• 4.1 TiO_2料浆流变性能分析38-39
• 4.2 TiO_2薄膜表面形貌分析39-41
• 4.3 多孔 TiO_2薄膜的厚度分析41-42
• 4.4 低温烧结对 ITO/PET 电性能的影响42
• 4.5 电池性能分析42-44
• 4.6 碳电极料浆流变性能的表征44-46
• 4.7 碳电极薄膜表面形貌分析46-50
• 4.8 对电极表面电阻分析50-51
• 4.9 刮刀速度和角度对电极薄膜形貌和性能的影响51-52
• 4.10 电池光电性能的测试52-53
• 4.11 碳对电极与其它对电极伏安特性比较53-55
• 第五章 结论55-56
• 参考文献56-61
• 致谢61-62
• 附录 作者攻读硕士期间发表的论文及成果62

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