学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

金属酞菁敏化太阳能电池性能研究

作　者: 朱静燕
导　师: 高延敏
学　校: 江苏科技大学
专　业: 材料学
关键词: 金属酞菁 合成 敏化剂 染料敏化太阳能电池 光电转换效率
分类号: TM914.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 145次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


染料敏化剂是DSSC的关键材料之一,目前使用的材料是稀有金属染料,价格高、有毒,影响其使用性能,为了降低金属染料DSSC的成本、避免毒性,替代材料逐渐成为研究的热点。金属酞菁及其衍生物由于光稳定性好、在红光及近红外区有强的吸收、无毒的特性,成为最有希望的替代材料之一;但是酞菁染料存在着激发寿命短、转化效率较低等缺陷,阻滞了酞菁在DSSC中的应用。为改善酞菁敏化效果,本文从分子设计入手,其基本思路是:在酞菁环上引入了可与nm-TiO2作用的羧基,以扩大酞菁分子的吸光范围;同时合成双核金属酞菁,研究了扩大的共轭体系及不同金属离子对染料的影响;为进一步提高太阳能电池的光电转换效率,尝试将金属酞菁盐与N719染料配合协同敏化nm-TiO2电极,并组装成电池测试了其电池效率。本文采用苯酐-尿素熔融法合成了相关酞菁化合物,通过红外光谱、紫外-可见光谱、循环伏安及热重分析对产物进行了表征,结果表明,不同金属离子的引入使得两类酞菁IR中的金属-配位-配体的振动峰以Zn>Cu>Fe的顺序向高频方向移动; UV-Vis中的Q带随着中心离子价层d电子数的增多都发生了横移,其顺序为Zn>Cu>Fe;循环伏安曲线则表明,随着中心金属的极化能力的减小,酞菁盐的氧化还原电势都呈现出Fe（Ⅱ） >Cu（Ⅱ）>Zn（Ⅱ）的次序;TG-DTA说明了两类酞菁在空气中的热稳定性顺序为Cu> Zn> Fe。相比于单核金属酞菁,双核酞菁IR中的金属-配位-配体伸缩振动频率略有增高;UV-Vis中Q带有较大的红移且在800900nm出现了一较小的吸收峰;热力学稳定性方面有明显的提高。计算了合成染料的能带结构参数并与锐钛型TiO2能带结构比较,发现合成的染料均可满足DSSC对能级匹配的要求。将合成的染料制成DSSC,测试了染料敏化太阳能电池的相关性能,研究了不同酞菁的敏化效果。结果显示单核酞菁比双核酞菁具有更高的短路电流密度及光电转化率,其中以单核锌酞菁最佳。最后将合成的酞菁染料与N719配合使用,通过紫外-可见吸收光谱及I-V曲线探讨了两种染料协同敏化电池的效果,结果表明, ZnPc（COOH）4/ b-ZnPc（COOH）6与N719协同敏化时,ZnPc（COOH）4好于b-ZnPc（COOH）6;两种染料协同敏化使电池获得了更为优异的性能,其中以ZnPc（COOH）4与N719共同敏化的电池效率最高。

全文目录


相似论文

  1. 双季戊四醇及其衍生物的合成与工艺研究,TQ223.164
  2. 含苯并噁唑新型半芳香聚酰胺的合成与表征,O633.5
  3. LXI任意波形发生器研制,TM935
  4. 空中目标与背景的红外图像仿真技术研究,TP391.41
  5. 二甲醚羰基化制醋酸乙烯中间体二醋酸亚乙酯研究,TQ225.12
  6. 在大肠杆菌内引入MVA途径高效合成抗疟药青蒿素前体—紫穗槐-4，11-二烯,TQ463
  7. 联萘酚的合成与拆分,O625.3
  8. 双酚AP型苯并噁嗪树脂的合成及性能研究,TQ320.1
  9. 氟虫酰胺的合成工艺研究,TQ453.2
  10. 还原桃红R的合成工艺研究,TQ616.2
  11. 芴基环氧树脂的固化机制及性能研究,TQ323.5
  12. 基于云理论和蜜蜂进化型遗传算法的纹理合成研究,TP391.41
  13. 新型低粘度亚二氟甲氧基类液晶合成与性能研究,O753.2
  14. 芳基脒超分子和含磷亚胺化合物的合成及表征,O621.2
  15. 中国南海新型芋螺毒素的化学合成、活性测定及表达条件初探,TQ464
  16. 3-（1’-烃氧甲酰基甲基亚胺基）乙基-4-羟基吡咯啉-2-酮类衍生物的合成与生物活性研究,TQ463.5
  17. 木糖酯类香料的合成及其卷烟加香应用研究,TQ655
  18. 含吡啶基团的金属配合物的合成及结构,O627
  19. 苯并噻唑—嘧啶核苷杂化体及吡喃酮并嘧啶双环核苷的合成研究,O626
  20. 1，4-双（4-氨基-2-三氟甲基苯氧基）苯型希夫碱酰亚胺共聚物的合成与表征,O631.3
  21. 多足配体钙镁金属配合物的合成、结构表征及其抑菌活性研究,O641.4

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