2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、世界性的能源危機和環(huán)境污染促進了太陽能電池產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。盡管硅基太陽能電池以其優(yōu)異的性能獲得了批量生產(chǎn),但因較高的發(fā)電成本,仍需要政府的額外補貼才能推廣利用。并且,近年來“雙反”貿(mào)易制裁的愈演愈烈,傳統(tǒng)太陽能電池的發(fā)展舉步維艱,新型太陽能電池的研究和開發(fā)成為解決現(xiàn)有太陽能電池性能和成本矛盾的一個可能途徑。利用原料豐富、環(huán)境友好的無機氧化物納米材料來構(gòu)筑廉價的新型太陽能電池,預(yù)期可以克服傳統(tǒng)太陽能電池的高成本問題。
  本文以染料

2、敏化太陽能電池(DSSC)為研究對象,用水熱法合成的TiO2納米棒陣列作為DSSC光陽極,研究快速退火、腐蝕、復(fù)合和摻雜等對TiO2納米棒的形貌、結(jié)構(gòu)和DSSC光伏性能的影響。主要研究內(nèi)容和結(jié)果簡述如下:
  1.利用水熱法在FTO襯底上生長TiO2納米棒陣列,通過改變反應(yīng)濃度、反應(yīng)時間、引入種子層調(diào)控TiO2納米棒的長度、直徑和分布情況,探討TiO2納米棒的生長機理;經(jīng)過快速退火處理后,TiO2納米棒的結(jié)晶度變好,與染料分子的結(jié)

3、合更加牢固,提高了光俘獲效率、電子注入效率和電子收集效率,從而提高了DSSC的光電轉(zhuǎn)化效率。
  2.將合成的TiO2納米棒進行腐蝕處理,研究腐蝕對TiO2納米棒形貌和電池性能的影響。研究發(fā)現(xiàn),隨著腐蝕時間的延長,TiO2納米棒的長度和直徑減小,光散射能力降低。而選取TiCl4鈦源生長的TiO2納米棒可以被腐蝕成管狀結(jié)構(gòu),極大地提高了DSSC的短路電流密度和光電轉(zhuǎn)化效率。
  3.構(gòu)建了TiO2納米棒和納米顆粒多孔膜復(fù)合的新

4、型光陽極,這種結(jié)構(gòu)結(jié)合了一維陣列高的電子遷移率、電子壽命和納米顆粒高的比表面積兩者的優(yōu)勢,最終獲得了2.51%的電池轉(zhuǎn)換效率,比單純的納米棒組裝的電池(1.11%)提高了126%,經(jīng)過進一步的TiCl4處理,電池效率提高到了3.25%。
  4.對TiO2納米棒進行Sn摻雜,研究了摻雜劑Sn對DSSC性能的影響。XRD結(jié)果顯示TiO2的晶體結(jié)構(gòu)幾乎沒有明顯變化,伏安特性測試表明電池的短路電流密度和開路電壓略有提高,說明Sn摻雜Ti

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