学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

染料敏化太阳能电池碳对电极的研究

作　者: 卫艳双
导　师: 任铁真
学　校: 河北工业大学
专　业: 化学工艺
关键词: 染料敏化 太阳能电池 膨胀石墨 碳对电极
分类号: TM914.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 116次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


染料敏化太阳能电池(Dye-sensitized solar cell,DSSC)一直是最近几年人们研究的热点。这种太阳能电池材料便宜、制备工艺简单、成本低、理论转换效率高,具有很大的发展空间和很好的产业化前景。对电极是DSSC的重要组成部分,目前实验室大部分还是采用Pt作为对电极,但是昂贵的Pt增加了DSSC的成本,有限的Pt资源限制了DSSC的大规模生产和使用,因此,开发高催化活性、低成本、低面电阻的碳对电极是未来对电极发展的方向。本论文制备了一种应用于DSSC对电极的新型碳材料——膨胀石墨。以膨胀石墨作为载体,分别按照质量比为1:0、2:1、1:1、1:2、0:1复合不同的碳材料(5B铅笔芯末、乙炔黑、多壁碳纳米管)来提高其导电性和催化活性,采用涂覆的方法制成对电极,运用吸附了染料N719的商业P25 TiO2作为光阳极,离子液体电解液作为电池的电解质来组装DSSC电池,并讨论其光电转换性能。采用光强为25W/m~2的绿光和75W/m~2的白色发光二极管作为光源,使用德国Zahner IM6ex电化学工作站和CIMPS-2光电测试系统测量电池的I-V特性曲线。实验结果显示,复合了其它碳材料的DSSC的光电性能很好,在白光照射下转换效率最高能够达到4.39%,要远优于同等条件下的Pt对电极DSSC。研究结果表明,膨胀石墨确实是一种理想的新型DSSC碳对电极材料,它的廉价、耐腐蚀和制备工艺简单等优点,对DSSC实用化的研究具有重要的意义。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章 绪论  8-18
  §1-1 引言  8
  §1-2 染料敏化太阳能电池的结构  8-10
  §1-3 染料敏化太阳能电池的工作原理  10-11
  §1-4 纳米TiO_2光阳极的研究进展  11-13
  §1-5 染料的发展现状  13-14
  §1-6 电解液的发展现状  14-15
  §1-7 对电极的研究进展  15-17
    1-7-1 Pt对电极  15
    1-7-2 非Pt金属对电极  15-16
    1-7-3 碳对电极  16-17
  §1-8 本课题的研究目的与内容  17-18
    1-8-1 本课题的研究目的  17
    1-8-2 本课题的研究内容  17-18
第二章 实验方法与性能表征  18-25
  §2-1 实验试剂与所用仪器  18-19
  §2-2 DSSC的制备  19-21
    2-2-1 导电玻璃的清洗  19
    2-2-2 膨胀石墨及碳对电极的制备  19-20
    2-2-3 离子液体电解液的制备  20
    2-2-4 拉膜法制备Ti0_2 光阳极  20
    2-2-5 DSSC电池的组装  20-21
  §2-3 性能表征  21-24
    2-3-1 X射线衍射（XRD）  21
    2-3-2 扫描电子显微镜（SEM）  21
    2-3-3 透射电镜（TEM）  21-22
    2-3-4 紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）  22
    2-3-5 比表面和孔结构  22
    2-3-6 电化学性能表征  22-24
  §2-4 本章小结  24-25
第三章 膨胀石墨/5B 铅笔芯末在 DSSC 中的应用  25-34
  §3-1 引言  25
  §3-2 实验部分  25-26
    3-2-1 高温膨胀石墨的制备  25
    3-2-2 EG/5B铅笔芯末碳对电极的制备  25
    3-2-3 组装EG/5B铅笔芯末碳对电极DSSCs  25-26
  §3-3 实验结果与讨论  26-33
    3-3-1 高温膨胀石墨的形貌结构表征  26-28
    3-3-2 P25 Ti0_2 多孔薄膜形貌结构表征  28-29
    3-3-3 纯膨胀石墨对电极的SEM分析  29-30
    3-3-4 EG/5B铅笔芯末碳对电极DSSCs的光电性能分析  30-33
  §3-4 本章小结  33-34
第四章 膨胀石墨/乙炔黑在DSSC中的应用  34-42
  §4-1 引言  34
  §4-2 实验部分  34-35
    4-2-1 微波膨胀石墨的制备  34
    4-2-2 EG/乙炔黑碳对电极的制备  34
    4-2-3 组装EG/乙炔黑碳对电极DSSCs  34-35
  §4-3 实验结果与讨论  35-41
    4-3-1 微波膨胀石墨的形貌结构分析  35-37
    4-3-2 EG/乙炔黑碳对电极DSSCs的光电性能分析  37-39
    4-3-3 电化学交流阻抗（EIS）分析  39-41
  §4-4 本章小结  41-42
第五章 膨胀石墨/CNTs在DSSC中的应用  42-48
  §5-1 引言  42
  §5-2 实验部分  42-43
    5-2-1 EG/CNTs碳对电极的制备  42
    5-2-2 Pt对电极的制备  42
    5-2-3 组装碳对电极和Pt对电极DSSC  42-43
  §5-3 实验结果与讨论  43-47
    5-3-1 多壁碳纳米管的形貌表征  43-44
    5-3-2 EG/CNTs碳对电极DSSCs的光电性能分析  44-46
    5-3-3 电化学交流阻抗（EIS）分析  46-47
  §5-4 本章小结  47-48
第六章 结论  48-49
参考文献  49-54
致谢  54-55
攻读学位期间所取得的相关科研成果  55

相似论文

  1. 有序多孔TiO2薄膜的制备及其性能研究,TB383.2
  2. 吡啶类金属配合物电子光谱和氧化还原性质的理论研究,O627
  3. 膨胀石墨的制备及其对金属离子去除性能的研究,TQ127.11
  4. 聚乙二醇协同膨胀石墨去除氮氧化物的研究,X701
  5. 微小卫星电源系统及相关地面试验设备的研究,V416.8
  6. 基于TiO2的染料敏化太阳能电池研究,TM914.4
  7. 用于非晶硅薄膜太阳能电池的AZO薄膜研究,TM914.42
  8. TiO2在光催化降解甲基橙及DSSC光阳极中的应用研究,O643.32
  9. InGaN太阳能电池的建模仿真与设计,TM914.4
  10. 非晶硅／晶硅异质结太阳能电池制备技术的研究,TM914.4
  11. 砷化镓纳米线太阳能电池研究,TM914.4
  12. 粘土材料及膨胀石墨对海水中柴油的吸附及其机理研究,X703.1
  13. 膨胀石墨对油及苯基有机分子的吸附性能研究,TQ028.15
  14. 膨胀石墨的制备及其导电性能的研究,TB383.4
  15. 新型聚苯撑乙烯的设计、合成与性能,O632
  16. 三苯胺类染料分子的设计合成及其光伏性能研究,TM914.4
  17. 超级电容器用碳电极材料的制备及性能研究,TM53
  18. TiO_2光电池阳极制备及敏化工艺研究,TM914.4
  19. 利用ISBS方法制备PMMA/膨胀石墨/P（MMA-St）复合材料的效果研究,TB332
  20. 石蜡/LDPE相变储能材料的研究,TB34

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
© 2012 www.xueweilunwen.com