SDSSCs器件和氮摻雜炭氣凝膠對電極的制備與性能研究.pdf

1、本論文對固態(tài)染料敏化太陽能電池(SDSSCs)器件和染料敏化太陽能電池(DSSCs)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、發(fā)展近況以及亟待解決的問題進行了簡要介紹。本論文探討了SDSSCs的光陽極、聚合物空穴傳輸電解質(zhì)、對電極的結(jié)構(gòu)等部分的結(jié)構(gòu)對器件光伏性能的影響,并對其機理做出了初步分析。在DSSCs中,炭氣凝膠對電極催化性能良好、價格低廉、理化性質(zhì)穩(wěn)定的優(yōu)點,因而表現(xiàn)出了取代鉑對電極的潛質(zhì)。本文設計并制備了不同氮含量的氮摻雜炭氣凝膠,并研究了氮摻雜

2、對于炭氣凝膠對電極的催化性能和DSSCs的光電轉(zhuǎn)換性能的影響。本文主要研究內(nèi)容如下:
　　1、研究了TiO2納米晶薄膜電極的厚度對于SDSSCs光電轉(zhuǎn)換性能的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明,經(jīng)過 TiCl4水溶液處理后,厚度在1.8μm的 TiO2薄膜的光電轉(zhuǎn)換效率最高。同時,研究了聚合物電解質(zhì)膜的厚度和退火溫度條件對于SDSSCs光電轉(zhuǎn)換性能的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明,聚合物電解質(zhì)的厚度對于器件的開路電壓(Voc)影響明顯,SDSSCs的

3、Voc隨著聚合物電解質(zhì)的厚度降低而呈現(xiàn)升高的趨勢;以H1作為染料敏化劑,以P3HT作為聚合物空穴傳輸材料,在65℃的溫度下退火,其SDSSCs器件的填充因子最高。
　　2、設計并制備數(shù)種氮摻雜的炭氣凝膠,通過研究,發(fā)現(xiàn)氮的引入能增加炭氣凝膠的孔體積,并且能使孔徑分布更加集中。然而,隨著氮含量的增加,基于不同氮摻雜炭氣凝膠對電極的DSSCs的光伏性能反而出現(xiàn)了一定幅度的降低,這是因為氮原子的引入,使得非極性的PTFE粘結(jié)劑的粘連性能