| [页数]:10 [字数]:4353 [目录] 1.概述 2.实验过程 3.数据分析 4.结论 [摘要] 我们采用电纺丝方法制备了不同厚度的纳米多孔薄膜，得到的薄膜晶粒大小均匀，孔隙率较大，薄膜的表面形态较传统的溶胶-凝胶法、旋涂法等方法制得的薄膜有所改善。通过x 射线衍射仪分析,得到TiO2 颗粒的晶相以及晶粒度大小,用扫描电子显微镜观察了纳米TiO2 颗粒的形貌和尺寸。将其应用于染料敏化太阳电池，获得了1%的转化效率（光电流3.5mA光电压0.76mV填充因子43%）。结合制备面积为1 cm×1 cm 染料敏化纳米薄膜太阳电池的光伏特性,讨论了染料敏化纳米薄膜太阳电池的纳米TiO2 薄膜微结构以及薄膜厚度与太阳电池性能的关系。 [正文] 1.概述： 1.1 染料敏化太阳能电池简介 1991年瑞士的Gratzal研制出一种高效、环保、低成本的太阳能电池[1]，那就是染料敏化太阳能电池，转化效率达到了7．1％～7．9％。引起了世界各国研究这种新型太阳能电池的热潮。它由五部分组成，自上而下为导电玻璃、半导体多孔膜、染料、电解质溶液、镀铂的导电玻璃。 其基本原理为通过在宽带隙半导体多孔膜上面吸附染料，从而将半导体的光谱相应拓展到可见光区（此过程为敏化）。染料吸收可见光从基态变为激发态，激发态产生电子，电子立即传递到半导体的导带中，之后，电子在半导体网络中传播，一部分电子被导电玻璃收集，传到外电路中，从而形成光电流。激发态的染料被电解质所还原，电解质被传到反电极的电子所还原，从而达到了不断循环产生电流的目的。 纳米TiO2电极是制作电池的关键，其性能好坏直接关系着电池的转化效率。近年来人们尝试用各种方法制作TiO2电极。溶胶凝胶法、水热反应法、丝网印刷法[2]。Marke′ta Zukalova′用改性的溶胶凝胶法取得了比传统溶胶凝胶法高50℅的转化效率[3], Maggie Paulose用电化学氧化的方法制备了45?m的TiO2纳米棒取得了高达16.25℅的转化效率[4]。本试验采用静电纺丝法制备了不同厚度的TiO2薄膜[5]，发现随着薄膜厚度的增加电池转化效率成上升趋势，并且用Raman、X射线衍射和扫描电子显微镜分别对薄膜进行了表征。 ...... [参考文献] [1].O’Regan B,Gratzel M.A low-cost,high-efficiency solar cell based on dye-sensitized colloidal TiO2 films [J].Nature,1991,353:737-739. [2].Srikanth K,Marathe V R,Manoj K Mishral.International J Quantum Chemistry,2002,89:535 [3] Marke′ta Zukalova′, Arnosˇt Zukal, Ladislav Kavan,Mohammad K. Nazeeruddin,nano letters,2005,vol.5,no.9,1789-1792 [4] Maggie Paulose, Karthik Shankar, Sorachon Yoriya, Haripriya E. Prakasam, Oomman K. Varghese, J. Phys. Chem. B,2006, 110, 16179-16184 [5] Mi Yeon Song, Young Rack Ahn,Seong Mu Jo, and Dong Young Kim，Appl. Phys. Lett.2005，87, 113113 [6].N.-G. Park,G.schlichthoerl,J.van de Lagemaat, H.M. Cheong, A.Mascarenhas,and A. J. Frank,J.Phys. Chem, 1999,103,3308. [7].F.-R.F.Fan,and A,J.Bard,J.Phys.Chem.,1990,94,3761. [原文截取] 电纺丝法制备染料敏化太阳能电池电极的研究 摘要：我们采用电纺丝方法制备了不同厚度的纳米多孔薄膜，得到的薄膜晶粒大小均匀，孔隙率较大，薄膜的表面形态较传统的溶胶-凝胶法、旋涂法等方法制得的薄膜有所改善。通过x 射线衍射仪分析,得到TiO2 颗粒的晶相以及晶粒度大小,用扫描电子显微镜观察了纳米TiO2 颗粒的形貌和尺寸。将其应用于染料敏化太阳电池，获得了1%的转化效率（光电流3.5mA光电压0.76mV填充因子43%）。结合制备面积为1 cm×1 cm 染料敏化纳米薄膜太阳电池的光伏特性,讨论了染料敏化纳米薄膜太阳电池的纳米TiO2 薄膜微结构以及薄膜厚度与太阳电池性能的关系。 关键词：电纺丝法 纳米TiO2 染料敏化 太阳能电池 Abstract: Nano-sized TiO2 particles are prepared by Electro-spinning method. These nano-porous TiO2 films are applied to dye-sensitized solar cell modules. The X-ray diffraction patt..... |
电纺丝法制备染料敏化太阳能电池电极的研究
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