染料敏化太陽能電池柔性對電極的制備及性能研究.pdf

1、染料敏化太陽能電池柔性對電極的制備及性l能研究重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文(學(xué)術(shù)學(xué)位)學(xué)生姓名：竹懷君指導(dǎo)教師：黃光勝教授專業(yè)：材料科學(xué)與工程學(xué)科門類：工學(xué)重慶大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院二O一二年四月重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要摘要染料敏化太陽能電池(DSSC)的對電極主要用于收集電子，并起催化作用，加速I’／13一與對電極之問電子交換速度。傳統(tǒng)的對電極多以鍍有導(dǎo)電膜(如ITO、Sn02)的玻璃為基底，在上面鍍上一層鉑(或碳，金，鎳等)加以修飾。然

2、而，玻璃質(zhì)量大，易碎，限制了DSSC的商業(yè)化開發(fā)應(yīng)用。本文圍繞對電極的柔性化問題開展研究，以高聚物(PEN)和不銹鋼為對電極基底替代材料。針對高聚物基板不耐高溫的問題，采用多種低溫鍍覆工藝在高聚物基底上制作鉑對極，研究不同低溫鍍鉑工藝對導(dǎo)電高聚物基底DSSC光電性能的影響，以尋求最佳高聚物基底鉑對極的低溫制作工藝；針對金屬基板在含碘電解液中耐蝕性差的問題，采用鍍鎳／鈍化等金屬表面處理工藝處理不銹鋼，之后用作對電極基底，探索了不銹鋼表面鍍

3、鎳／鈍化之后鍍鉑對DSSC對電極導(dǎo)電性、電子傳輸、耐蝕性以及鍍覆層厚度、形貌等對DSSC光電性能及長期穩(wěn)定性的影響。主要結(jié)論如下：①高聚物基底對電極采用化學(xué)鍍鉑制備時，串聯(lián)電阻和電荷轉(zhuǎn)移電阻都是最低的，且相應(yīng)電池的光電轉(zhuǎn)換效率最高，其次為絲網(wǎng)印刷；采用電化學(xué)鍍鉑和旋轉(zhuǎn)涂布制備時，效果都不及化學(xué)鍍。②以表面鍍鎳304不銹鋼為對電極基底相比未鍍鎳304不銹鋼，電池的初始光電性能有所改善。且鍍鎳120分鐘時，電池的填充因子及光電轉(zhuǎn)換效率等最高

4、。③以表面鍍鎳304不銹鋼為對電極基底相比未鍍鎳304不銹鋼，電池的長期穩(wěn)定性有所改善，隨著鍍鎳時間的增加，電池的穩(wěn)定性先升后降，且在鍍鎳時間為120分鐘時，效果最佳。④304不銹鋼在經(jīng)167％HN032％HFH20溶液活化，而后以38％HN03H20或75％HN034％K2Cr207H20溶液鈍化后在含I一／13一電對電解液中的耐蝕性可顯著提高；以之為DSSC的對電極基底，可使DSSC的光電轉(zhuǎn)換效率較以未鈍化不銹鋼為對電極基底的DSS