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柔性太阳能电池电极制备

作 者: 李璞
导 师: 胡志强
学 校: 大连工业大学
专 业: 材料学
关键词: 柔性 粘度 丝网印刷 TiO2多孔薄膜 碳对电极 石墨
分类号: TM914.4
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
下 载: 2次
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内容摘要


本论文采用丝网印刷技术在柔性ITO/PET基底上制备柔性染料敏化太阳能电池TiO2多孔薄膜,采用叔丁醇做分散剂,通过在P25粉体中加入不同量的叔丁醇,同时添加适量的二氧化钛低温水热粉,低温烧结制备TiO2多孔薄膜光电极。对浆料的粘度、薄膜的表面形貌、薄膜厚度、方块电阻以及组装成电池后的光电转换性能进行了测试和表征,分析影响因素,寻求最佳的反应物量及薄膜的最佳性能,从而提高电池光电转化性能;通过丝网印刷法制备柔性染料敏化太阳能电池新型多孔碳薄膜对电极,通过对碳对电极薄膜表面形貌、碳薄膜的方块电阻及组装后的太阳能电池电学性能进行对比分析,寻求最佳的原料的最佳配比量及薄膜的最佳性能,以提高电荷转移速率,从而提高太阳能电池光电转化性能。研究表明::以叔丁醇作为分散剂,在P25粉体中,添加适量TiO2低温水热粉,可以稍微提高DSSC的性能。以叔丁醇作为分散剂,导电浆料与石墨的质量比为2:1时,料浆的流变性能最佳,以此料浆制备的碳对电极具有较好的电性能,通过对比发现在料浆中加入石墨一定程度上提高了碳电极的性能。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章 引言  9-11
第二章 文献综述  11-30
  2.1 染料敏化太阳能电池  11-16
    2.1.1 染料敏化太阳能电池的发展  11-13
    2.1.2 染料敏化太阳能电池的结构和工作原理  13-16
  2.2 柔性染料敏化太阳能电池  16-21
    2.2.1 和传统湿化学电池的区别  17-18
    2.2.2 柔性染料敏化太阳能电池的制备方法  18-21
      2.2.2.1 电泳沉积法  18
      2.2.2.2 微波烧结法  18-19
      2.2.2.3 紫外-化学气相沉积法  19-20
      2.2.2.4 胶体涂膜低温烧结法  20
      2.2.2.5 水热法  20-21
      2.2.2.6 机械压制沉积法  21
  2.3 染料敏化太阳能电池的电解质  21-23
    2.3.1 液态电解质  22
    2.3.2 准固态电解质  22
    2.3.3 固态电解质  22-23
  2.4 柔性染料敏化太阳能电池对电极  23-28
    2.4.1 染料敏化太阳能电池对电极的研究现状  23-25
      2.4.1.1 铂对电极的研究现状  23-24
      2.4.1.2 碳对电极的研究现状  24-25
      2.4.1.3 其它种类对电极的研究现状  25
    2.4.2 对电极的组合  25-26
    2.4.3 碳对电极  26-28
  2.5 柔性染料敏化太阳能电池存在问题和发展趋势  28-29
    2.5.1 DSSC 今后还需解决的问题  28-29
  2.6 本文的研究特色和创新之处  29-30
    2.6.1 本文的研究特色  29
    2.6.2 本论文的创新之处  29-30
第三章 实验  30-38
  3.1 实验药品  30-31
  3.2 实验仪器  31
  3.3 实验过程  31-36
    3.3.1 PET 柔性基底的清洗  31-32
    3.3.2 二氧化钛水热粉的制备  32-33
    3.3.3 TiO_2薄膜的制备  33-34
    3.3.4 碳薄膜对电极的制备  34-35
    3.3.5 增感色素的配制  35
    3.3.6 液体电解质的制备  35-36
    3.3.7 DSSC 电池的组装  36
  3.4 分析测试方法  36-38
    3.4.1 料浆流变性能的表征  36-37
    3.4.2 薄膜表面形貌  37
    3.4.3 柔性导电 ITO/PET 方块电阻  37
    3.4.4 薄膜电极厚度的测量  37
    3.4.5 DSSC 电池性能测试  37-38
第四章 结果与讨论  38-55
  4.1 TiO_2料浆流变性能分析  38-39
  4.2 TiO_2薄膜表面形貌分析  39-41
  4.3 多孔 TiO_2薄膜的厚度分析  41-42
  4.4 低温烧结对 ITO/PET 电性能的影响  42
  4.5 电池性能分析  42-44
  4.6 碳电极料浆流变性能的表征  44-46
  4.7 碳电极薄膜表面形貌分析  46-50
  4.8 对电极表面电阻分析  50-51
  4.9 刮刀速度和角度对电极薄膜形貌和性能的影响  51-52
  4.10 电池光电性能的测试  52-53
  4.11 碳对电极与其它对电极伏安特性比较  53-55
第五章 结论  55-56
参考文献  56-61
致谢  61-62
附录 作者攻读硕士期间发表的论文及成果  62

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 独立电源技术(直接发电) > 光电池 > 太阳能电池
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