染料敏化太陽能電池光陽極的性能研究.pdf

1、染料敏化太陽能電池（DSSC）作為一種新型太陽能電池，因其具有制備工藝簡(jiǎn)單、成本低、無污染和光電轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點(diǎn)，而被認(rèn)為是最具有發(fā)展前景的太陽能電池之一。本論文主要的工作就是對(duì)DSSC光陽極的性能進(jìn)行研究，制備不同類型的納米半導(dǎo)體材料（納米ZnO、納米TiO2空心球），并改進(jìn)納米材料制備光陽極薄膜的工藝過程，來提高DSSC的光電轉(zhuǎn)換效率。
　　本論文采用二氧化鈦（P25）與乙基纖維素、松油醇混合，經(jīng)過高能球磨、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)以及研磨等

2、方法來制備合適濃度的TiO2漿料，再通過絲網(wǎng)印刷法制作TiO2光陽極薄膜。并且對(duì)TiO2光陽極的表面形貌、透光率以及光電轉(zhuǎn)換效率進(jìn)行測(cè)試，然后研究了光陽極薄膜厚度、TiCl4溶液處理以及大粒徑TiO2作為光散射層對(duì)DSSC光電性能的影響。當(dāng)光陽極薄膜厚度約為15μm、大粒徑二氧化鈦（DHS-NanoT200）作為光散射層以及0.05mol/LTiCl4溶液對(duì)TiO2半導(dǎo)體薄膜進(jìn)行處理時(shí)，所制備的TiO2光陽極獲得了6.05％的光電轉(zhuǎn)換效

3、率。
　　在低溫條件下，由乙酸鋅在LiOH溶液中直接水解制備納米ZnO，所得產(chǎn)物具有純度高、結(jié)晶完整、粒徑可控及分散性好等特點(diǎn)，并將其應(yīng)用于DSSC光陽極，獲得了2.47%的光電轉(zhuǎn)換效率。此外，將納米ZnO與TiO2混合制備復(fù)合材料的光陽極薄膜，當(dāng)納米ZnO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%時(shí)，所制備的光陽極獲得了6.44%的光電轉(zhuǎn)換效率。
　　通過無皂乳液聚合法制備甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯（MMA-BA）模板，并利用鈦酸丁酯在模板上進(jìn)行

4、水解制備了納米TiO2空心球（粒徑約250nm和壁厚約50nm）。此TiO2空心球具有分散性好、密度低、比表面積高以及多孔結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)，將其應(yīng)用于離子液體電解液DSSC，獲得了3.79%的光電轉(zhuǎn)換效率，相對(duì)于P25二氧化鈦提高了28%。
　　采用ITO/PET導(dǎo)電塑料為柔性導(dǎo)電基底，以電泳沉積與機(jī)械壓膜相結(jié)合的方法制備柔性DSSC光陽極，并且研究了導(dǎo)電基底、機(jī)械壓力對(duì)DSSC光電轉(zhuǎn)換效率的影響，最終獲得了光電轉(zhuǎn)換效率為1.82%的柔