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用电化学阻抗谱研究染料敏化太阳能电池的电子传输与复合特性

作　者: 和川
导　师: 陆昉
学　校: 复旦大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 太阳能电池染料敏化二氧化钛氧化锌电化学阻抗谱
分类号: TM914.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本文利用电化学阻抗谱(Electrochemical Impedance Spectroscopy,EIS)技术深入分析了TiO2纳米颗粒染料敏化太阳能电池(Dye-sensitized Solar Cell,DSC)以及ZnO纳米棒太阳能电池的电学性质。EIS提供了两种电池各个组件在不同偏压下详细的参数信息。第一,本文讨论了TiO2纳米颗粒DSC扩展到高偏压下的电学性质。证明了在一般偏压下时,DSC的电学性质主要由TiO2表面的缺陷态控制。随着偏压升高,加在TiO2上的偏压存在一个约0.9V的极值,限制了DSC的开路电压的最高可能值。在高偏压下,DSC各个组件的电学性质均被清楚观察到。结果显示,标准的Pt对电极以及I-/I3-电解质溶液的电阻较小,不是限制DSC效率的主要因素。第二,本文利用EIS研究了ZnO纳米棒DSC的电子传输与复合性质以及这些性质如何影响电池的效率。结果显示,复合过程由纳米棒表面的指数分布的缺陷态控制,而这些缺陷态同时也控制了低偏压下纳米棒的电容特性。复合过程对光照的存在有强烈的依赖关系,是限制这类器件效率的主要原因之一。韦伯(Warburg)特性从EIS高频段信号中被观察到,确定了本文使用的ZnO纳米棒阵列具有大约100Ω的传输电阻。传输电阻被证明与光照无关。本文通过EIS对DSC进行详细测试得到电池各组件的详细电学参数,为优化此类器件提供了检验依据。

全文目录

摘要  2-3
Abstract  3-5
第1章绪论  5-14
  1.1 太阳能电池简介  5
  1.2 染料敏化太阳能电池简介  5-7
  1.3 染料敏化太阳能电池的电子过程研究简介  7-11
  参考文献  11-14
第2章利用电化学阻抗谱EIS研究DSC的理论基础  14-20
  2.1 电化学阻抗谱的基本原理  14-15
  2.2 利用电化学阻抗谱分析DSC内阻的基本原理  15-18
  2.3 DSC的封装与测试  18-19
  参考文献  19-20
第3章 TiO_2纳米颗粒染料敏化太阳能电池EIS研究  20-30
  3.1 简介  20
  3.2 实验部分  20
  3.3 结果与分析  20-27
  3.4 结论  27-29
  参考文献  29-30
第4章 ZnO纳米棒染料敏化太阳能电池  30-42
  4.1 简介  30
  4.2 实验部分  30-31
  4.3 结果和分析  31-40
  4.4 结论  40-41
  参考文献  41-42
文章发表目录  42-43
感谢  43-44

用电化学阻抗谱研究染料敏化太阳能电池的电子传输与复合特性

内容摘要

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