链状TiO_2纳米材料的可控制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用研究

【摘要】：本文介绍了各种太阳能光伏电池的原理、特点以及转化效率。利用简单的方法制备了链状二氧化钛，研究了它们的光伏特性。 通过简单的湿化学方法分别合成了不同壳层厚度的多壁碳纳米管/二氧化钛核壳纳米结构，再利用煅烧的方法，制备了一种新形态的二氧化钛锐钛矿晶体——链状二氧化钛纳米材料。并且链状二氧化钛材料中的链长可以通过改变实验条件来调控。 将材料制作成染料敏化太阳能电池的工作电极之后，并用镀Pt的导电玻璃作为对电极，制作成染料敏化太阳能电池。测试了其光电转化特性，分析了电化学阻抗特性。在测试中，由长链二氧化钛纳米材料组装的染料敏化太阳能电池的转化效率达到了6.23%，而由短链二氧化钛纳米材料和商用P25（商用锐钛矿二氧化钛）材料制作成的太阳能电池的转化效率分别为5.13%和6.05%。较高的转换效率表明，长链二氧化钛纳米材料可以用做太阳能电池的电极材料。 【关键词】：染料敏化 太阳能电池 二氧化钛纳米结构 多壁碳纳米管
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TB383.1;TM914.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 概述9
• 1.2 太阳能电池的分类9-10
• 1.3 硅系太阳能电池10-12
• 1.4 多元化合物太阳能电池12-14
• 1.5 本文的工作14-15
• 第2章 染料敏化太阳能电池原理及制作工艺15-21
• 2.1 染料敏化太阳能电池的发展15
• 2.2 染料敏化太阳能电池的原理15-16
• 2.3 制作工艺16-19
• 2.3.1．二氧化钛薄膜的制备16-18
• 2.3.2 对电极的制备18
• 2.3.3 染料的选取18
• 2.3.4 染料敏化电解质的制备18-19
• 2.4 染料敏化太阳能电池的特点及应用前景19
• 2.5 本章小结19-21
• 第3章 链状 TiO_2纳米材料的可控制备21-35
• 3.1 多壁碳纳米管的酸处理21-24
• 3.1.1 实验原料及设备21-22
• 3.1.2 多壁碳纳米管的酸处理方法与步骤22-23
• 3.1.3 实验结果分析23-24
• 3.2 MWCNT/TiO_2核壳纳米材料的制备与表征24-30
• 3.2.1 实验原料及设备24-25
• 3.2.2 MWCNT/TiO_2核壳纳米材料的制备方法25-27
• 3.2.3 MWCNT/TiO_2核壳纳米材料的表征与分析27-30
• 3.3 链状 TiO_2纳米材料的可控制备与表征30-33
• 3.4 本章小结33-35
• 第4章 二氧化钛多孔膜电极的制备35-40
• 4.1 实验原料及设备35-36
• 4.2 粉末刮涂法制备 TiO_2 膜36-38
• 4.2.1 TiO_2 浆料配置36-37
• 4.2.2 导电基底清洗37-38
• 4.2.3 薄膜刮涂与焙烧38
• 4.3 本章小结38-40
• 第5章 链状 TiO_2 染料敏化太阳能电池的组装与测试40-48
• 5.1 链状 TiO_2 染料敏化太阳能电池组装40-42
• 5.1.1 实验材料及药品40
• 5.1.2 太阳能电池的组装40-42
• 5.2 链状 TiO_2 染料敏化太阳能电池测试及结果分析42-47
• 5.2.1 测试系统设备42
• 5.2.2 电化学测试原理42-43
• 5.2.3 太阳能电池光电转化效率测试与数据分析43-45
• 5.2.4 太阳能电池电化学阻抗测试与数据分析45-47
• 5.3 本章小结47-48
• 结论48-50
• 参考文献50-55
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果55-56
• 致谢56

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