zno基复合电极染料敏化太阳能电池的制备应用化学专业论文.docxVIP

中文摘要摘要： 中文摘要 摘要： 染料敏化太阳能电池(DSSC)是第三代太阳能电池，具有制作工艺简单和性价 比高等优点，因此成为太阳能电池的一个重要研究方向。Ti02是DSSC中最常用 的光阳极材料。不同尺寸和形貌的纳米Ti02薄膜电极在比表面积、孔体积、晶粒 排列上有差异，从而导致在染料吸附、光吸收、散射及电子传输方面有着明显差 异，从而进一步影响电池的能量转换效率。 ZnO作为Ti02的替代品，具有光电性能优良、生物相容性好、稳定性高等 优点。此外，与Ti02相比，电子在ZnO中的迁移率大，能够减少电子到达外电路 的传输时间，进而较少电子损失。因此，Zno／Ti02复合薄膜电极可以在一定程度 上弥补Ti02在结构形态多样化及电子传输方面的缺点。 本课题研究重点为将特殊形貌的ZnO(四针Zno晶须与znO纳米棒)与纳米 Ti02混合，采用丝网印刷法、电泳法、喷涂法等方法构建新型纳米结构复合光阳 极。研究复合光阳极对增加电子捕获能力，抑制光生电子．空穴的复合，及提高光 电转换的效率的意义。 主要研究内容包括以下几个方面： (1)用水热法合成了20nm和60mn的Ti02浆料，结合丝网印刷技术制备了纳 米Ti02多孔薄膜并进行了SEM表征。以此作为DSSC的光阳极，采用N3，N719 和D102三种不同的染料为敏化剂，通过测试DSSC的光电转化效率来考察电池的 性能。两种颗粒结合制备的复合光阳极DSSC具有较好的光电转换性能。 (2)分别用丝网印刷法、电泳法、喷涂法和纳米棒生长．浸渍法制备zn0／Ti02 复合薄膜DSSC。通过SEM来表征zno／n02复合薄膜电极，并测试电池的光电转 化效率。 丝网印刷制备的Ti02／ZnO／Ti02复合薄膜电极DSSC具有1．87％的光电 转换效率。 (3)制备CdS量子点复合ZnO纳米棒结构DSSC，以金作为对电极，并测试其 光电转换效率，考察CdS量子点对复合znO纳米棒结构DssC性能的影响。 关键词：Ti02；znO；水热法；丝网印刷法；染料敏化太阳能电池 分类号： ABSTRACTAs ABSTRACT As one kind of the third generation soIar ce¨s，Dye sensitized soIar ce¨(DSSC)is has lOt Of adVantageS SuCh aS simple manufaCtur．ng prOcess and cOst-eff色ctive adVantages，so it is an impOrtant research direction of the s0Iar ce¨s．Ti02 is the mOst cOmmOnly used phOtOanOde mate r．als 0f DSSC．Ti02 fiIms compOsed by Ti02 panjcles with different morphOIOgy and size haVe big di仟enence in specific surface area，pore VOlume，and grain arrangements，thereby resuIting the di仟erI≥nce in dye absOrptiOn， eIectnOn transpOrt，OpticaI absOrptiOn，Iight scatte r．ng and reflectiOn．UItimaleIy：the e仟iciency Of sOIar ce¨was a行ected． ZnO has exce¨ent Optical and eIectr．caI properties， good biocompatibiIity and chemicaI stab¨ity：In additiOn。cOmparl≥d with 1102，ZnO has a higher electrl)n mobiIity； which can reduce transferrjng t．me Of electrOn tO reach the 0uter circuit and thus having Iess eIectrOn IOss． This research focus On fabricatiOn Of∞mpOsite photOanode frOm Ti02 and ZnO wilh special morph0109y：such as ZnO nanotetrapOds and ZnO nanOrods，by the way Of screen pr．nting，eIectrOphOresls depOsit．on and spray cOating．It is