碳材料对电极在染料敏化太阳能电池中应用

【摘要】：近年来,染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cells, DSC)吸引了众多学者的目光。典型的一个DSC主要包括三部分：经染料敏化的纳米晶半导体光阳极(半导体材料通常为Ti02)、含有一对氧化还原电对(通常为13-/I-)的电解液和对电极(CE)。对电极作为DSC的重要组成部分,最常使用的催化材料是贵金属Pt。而Pt对电极在DSC制作成本里占有很大的比重(因为Pt储量少、昂贵),并且Pt很容易被碘电解液腐蚀,从而影响DSC稳定性。为了降低DSC的制作成本和提高其稳定性,因而研究并开发低成本、高效的DSC对电极非铂类催化材料就显得至关重要。 本论文在相同条件下比较了3种碳材料(活性碳Ca、导电碳Cc和碳纳米管Cn)的催化性能。实验表明,这三种碳材料均表现出一定的催化性能,其中,Cc的催化性能最差,电池效率仅为2.13%,Ca次之,电池效率为2.23%,Cn的催化效率最高,电池效率为3.06%。Cc-DSC和Cn-DSC的开路电压(Voc)虽然略高于Pt-DSC,但由于Pt-DSC的短路电流密度(Jsc)和填充因子(FF)均较大,所以二者的电池效率均小于Pt-DSC的电池效率。通过电化学阻抗、循环伏安和塔菲尔极化曲线实验进行了催化材料对传统氧化还原电对(I3-/I-)还原再生催化机理研究。这些电化学测试也表明,在这三种碳材料中,Cn具有较高的催化活性。 综上所述,本论文设计并合成了三种非Pt催化材料,并将其用于染料敏化太阳能电池,丰富了对电极催化材料的取材范围,降低了器件的制作成本。 【关键词】：碳材料 对电极 染料敏化太阳能电池
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-14
• 第2章 染料敏化太阳能电池及其研究现状14-26
• 2.1 染料敏化太阳能电池14-16
• 2.1.1 DSC的结构14-15
• 2.1.2 DSC的原理15-16
• 2.2 DSC的研究与发展现状16-25
• 2.3 论文选题25-26
• 第3章 碳材料对电极的制备及其在DSC中应用26-38
• 3.1 主要的化学品和仪器26-27
• 3.1.1 化学品26-27
• 3.1.2 主要使用仪器27
• 3.2 电池的制备及组装27-28
• 3.2.1 光阳极制备27
• 3.2.2 对电极制备27-28
• 3.2.3 电池的组装28
• 3.3 材料表征28
• 3.3.1 X射线衍射(XRD)28
• 3.3.2 扫描电子显微镜(SEM)28
• 3.4 电化学表征28-29
• 3.4.1 循环伏安(CV)28
• 3.4.2 塔菲尔极化曲线28-29
• 3.4.3 电化学阻抗29
• 3.4.4 光电流密度-光电压曲线29
• 3.5 染料敏化太阳能电池的相关参数29-31
• 3.5.1 光电转换效率29-30
• 3.5.2 光电流密度-光电压曲线30-31
• 3.6 三种碳材料对电极的制备31
• 3.7 碳材料表征31-33
• 3.7.1 X-射线衍射分析31-32
• 3.7.2 形貌分析32-33
• 3.8 碳材料对电极在DSC中的应用33-34
• 3.9 碳材料对电极的催化机理研究34-38
• 3.9.1 循环伏安34-35
• 3.9.2 塔菲尔极化曲线35-36
• 3.9.3 电化学阻抗36-38
• 结论38-39
• 参考文献39-46
• 致谢46-47
• 作者简介47

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

阴极修饰对染料敏化TiO_2太阳能电池性能的改进    范乐庆,吴季怀,黄昀昉,林建明

染料敏化太阳能电池对电极的研究进展    李国;胡志强;高岩;刘敬肖;刘贵山;

染料敏化太阳能电池对电极的研究进展    尹艳红;许泽辉;冯磊硕;杨书廷;李承斌;

碳材料在太阳能电池对电极中的研究进展    张娓娓;刘贵山;胡志强;郑传柯;颜世博;

染料敏化太阳能电池的研究进展    吴晓宏,秦伟,李晓丹,姜兆华

染料共敏化纳米晶太阳能电池的性能研究    孙磊,苑伟政,乔大勇

铂修饰光阴极及其在纳晶太阳能电池中的应用    郝三存,吴季怀,林建明,黄昀昉

纯有机染料共敏化纳米晶太阳能电池的性能研究    乔大勇,孙磊,苑伟政

染料敏化太阳能电池Pt/NiP/ITO对电极的制备和性能    马换梅;田建华;廖文明;单忠强;

负载型TiO_2/ACF光催化剂的制备及同时脱硫脱硝实验研究    赵毅;韩静;靳小洁;

TiO_2/ACF催化剂的制备、表征及对水中甲基橙的降解    赵毅;韩静;邵媛;

负载型TiO_2/ACF光催化剂的制备及其催化性能表征    赵毅;韩静;

DMFC和DSSC的化学增强与光辅助增强催化    王耀琼

ZnO有序多孔薄膜的模板组装及电极性能    刘志锋

基于可见光催化TiO_2/ACF同时脱硫脱硝的实验研究    韩静

基于过氧化钛体系钛基功能化材料的可控合成及其应用    张阳

CuInSe_2和TiO_2半导体薄膜的液相法制备及其异质结构特性    杨靖霞

TiO_2染料敏化太阳电池光电极改性及对电池稳定性的影响研究    吴昆杰

石墨烯复合材料的制备及其在光电转换中的应用    陈晨

二氧化钛一维复合结构的合成及其光电性能研究    曲婕

染料敏化太阳能电池光阳极和对电极的研究    冯小明

聚合物光伏器件和炭气凝胶对电极的制备、优化与机理研究    江彭

染料敏化太阳能电池的性能研究    李杨

TiO_2光电池阳极制备及敏化工艺研究    颜源

染料敏化太阳能电池碳对电极的研究    卫艳双

基于固态电解质的染料敏化太阳能电池构建和光伏性能研究    邓洁

天然色素敏化TiO_2多孔膜太阳能电池的研究    郝三存

染料敏化二氧化钛薄膜电极的制备及其光电性能研究    高峰

染料敏化太阳能电池中的TiO_2薄膜、光敏染料和凝胶电解质研究    王东波

纳米TiO_2薄膜光电化学电池制备及性能研究    周菊枚

中国太阳能光伏发电面临的困难与前景    崔容强,黄燕,孙铁囤

模具电火花成形加工的电极制造技术    高上品;

染料敏化纳米薄膜太阳电池的新型对电极研究    方晓明;张正国;马婷丽;

基于不同浓度铂对电极的染料敏化太阳能电池的性能研究    黄光胜;阮晓莉;竹怀君;

染料敏化太阳能电池对电极的研究进展    尹艳红;许泽辉;冯磊硕;杨书廷;李承斌;

点焊机电极头的改进    温泽民;

埋入式电极盐浴炉结构的改进    

染料敏化太阳能电池对电极的研究进展    李国;胡志强;高岩;刘敬肖;刘贵山;

染料敏化太阳能电池基础研究及产业化新进展    孙惠成;罗艳红;李冬梅;孟庆波;

用深电极融化冻土    马熙富;

染料敏化太阳电池研究进展    孔凡太;戴松元;

高性能柔性载铂对电极的制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用    傅年庆;林原;

新型固态染料敏化太阳能电池对电极设计及聚吡咯对电极研究    夏江滨;陈玲;

电积沉方法制备染料敏化太阳能电池的对电极(英文)    Jeng-Yu Lin;Jen-Hung Liao;

MWCNT/TiO_2复合对电极的制备及其光电化学性能研究    顾云良;王育乔;孙岳明;

新型、高效染料敏化太阳能电池碳对电极    罗艳红;刘喜哲;黄振;孟庆波;

低温制备染料敏化太阳能电池碳对电极    李可心;李冬梅;罗艳红;孟庆波;

金属硫化物对电极在敏化太阳能电池中的应用    孙惠成;罗艳红;李冬梅;孟庆波;

恒电位聚合法制备染料敏化太阳能电池中的PEDOT/MWCNT纳米复合对电极    祁昊楠;王育乔;孙岳明;

FTO基底上原位合成Cu_2ZnSnS_4纳晶薄膜及其在DSC对电极中的应用    周正基;袁胜杰;武四新;

太阳能光伏、光热材料及其应用    

测定电极消耗 改善电极使用性能    杨雄飞

染料敏化太阳能电池专利申请分析    素白

几种常用传感器的工作原理    河南 董美红

发达国家电弧炉高效节能技术简介④    郭廷杰

太阳能电池：让“阳光”主宰未来生活    本报记者　张显峰

“双极膜电渗析法生产葡萄糖酸研究”成果通过鉴定    科宣

车用动力镍氢电池通过验收    记者　 李玉成

“双管齐下”水更清    本报记者 冯卫东

未来主导：染料敏化太阳能电池    本报记者 滕继濮

加开发出新型光子晶体显示技术    冯卫东

染料敏化太阳能电池准固态电解质及碳基对电极研究    张丁文

染料敏化太阳能电池新型对电极材料研究    姜奇伟

染料敏化太阳能电池用聚苯胺电解质及对电极的制备与性能研究    秦琦

染料敏化太阳能电池中PEG基体聚合物电解质和低铂负载量对电极研究    李品将

染料敏化太阳能电池中电极材料和寄生电阻的研究    周聪华

DMFC和DSSC的化学增强与光辅助增强催化    王耀琼

高效率染料敏化太阳能电池的电荷传输与复合机理研究    郝锋

敏化太阳能电池光阳极和对电极的制备与研究    朱光

修饰电极电催化应用于合成L-半胱氨酸的研究    李美霞

高性能染料敏化太阳能电池的制备与研究    李晓冬

染料敏化太阳能电池中低成本对电极的研究    王宇迪

碳材料对电极在染料敏化太阳能电池中应用    刘继国

染料敏化太阳能电池微铂对电极的制备与性能    马换梅

染料敏化太阳能电池碳对电极的研究    卫艳双

基于电聚合聚苯胺对电极的离子液体型染料敏化太阳能电池    叶报喜

染料敏化太阳能电池高性能对电极和凝胶电解质研究    唐子颖

染料敏化太阳能电池柔性对电极的制备及性能研究    竹怀君

染料敏化太阳能电池炭基对电极的制备与性能研究    孟凡宁

聚合物光伏器件和染料敏化太阳能电池柔性对电极的制备与研究    黄辉

电化学法制备染料敏化太阳能电池中的纳米结构聚苯胺薄膜对电极    图布新