Au/TiO_2复合薄膜制备及太阳能电池光电性能探讨

论文片段—问题15-161.4.1透明导电基板151.4.2纳米晶半导体薄膜151.4.3敏化染料151.4.4电解质15-161.4.5对电极161.5本论文的研究内容16-17第2章Ti0_2光阳极薄膜的制备17-262.1引言172.2原料及实验仪器17-182.2.1实验原料17-182.2.2实验仪器182.3Ti0_2溶胶与薄膜的制备18-202.3.1水热法制备纳米Ti0_2溶胶18-192.3.2纳米染料敏化太阳能电池论文,金纳米粒子论文,二氧化钛论文,表面等离子共振论文,
摘要：染料敏化太阳能电池(DSSC)它的低、质量轻、制作简单、弱光下可以工作等优点迅猛发展,可再生能源科学研究的一大热点。新型的光电化学太阳能电池作为多组分结构的体系,还存在的问题考虑。基于贵金属纳米粒子的表面等离子共振效应(SPR)与半导体表面电磁场的耦合谐振,增加对入射光的吸收和提高电子在太阳能电池中传输作用,进而提高DSSC的光电转换效率。溶胶水热法合成纳米TiO_2溶胶并配合有机高分子分散剂(PVA)镀膜用溶胶,运用电流体动力学(EHD)制备了性能优异的具有多孔结构的纳米TiO_2薄膜。晶体衍射分析(XRD)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和紫外-可见光吸收光谱(UV-vis)等结果:水热法合成纳米TiO_2颗粒分布比较均匀,使用EHD制备的纳米晶TiO_2多孔薄膜中具有连续分布的多级结构特征,并表现出良好的光散射性质。使用柠檬酸钠还原氯金酸合成不同粒径的Au纳米粒子,并溶剂组装法将Au纳米粒子组装在具有多孔结构的TiO_2薄膜上,利用透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)分别观察Au纳米粒子的粒径尺寸以及它们在多孔TiO_2薄膜的分布,紫外可见光谱仪(UV-vis)、X射线光电子能谱仪(XPS)和X-ray衍射分析Au纳米粒子已经组装到TiO_2薄膜上,大分布在薄膜表面,在薄膜表面分散比较均匀本科毕业论文。将Au纳米粒子修饰的TiO_2薄膜电极、敏化染料、电解质和对电极组装成染料敏化太阳能电池,并伏安特性(I-V)曲线、单色光的光电转换效率(IPCE)曲线和电化学阻抗(Nyquist)曲线的分析,证明多孔TiO_2薄膜的电磁场与Au纳米粒子的表面等离子共振(SPR)耦合能增强光吸收和于电荷传输,Au纳米粒子的添加有助于电池光电转换效率的提高,在模拟太阳光强度为100mW/cm~2下,6.70%的光电转换效率写毕业论文经典的网站。关键词：染料敏化太阳能电池论文金纳米粒子论文二氧化钛论文表面等离子共振论文
摘要5-6
Abstract6-11
第1章 绪论11-17

1.1 研究背景11-12

1.2 国内外的研究发展12-13

1.3 染料敏化太阳能电池的基本结构和工作原理13-15

1.3.1 染料敏化太阳能电池的结构13

1.3.2 染料敏化太阳能电池的工作原理13-15

1.4 染料敏化太阳能电池待解决的问题15-16

1.4.1 透明导电基板15

1.4.2 纳米晶半导体薄膜15

1.4.3 敏化染料15

1.4.4 电解质15-16

1.4.5 对电极16

1.5 本论文的研究内容16-17

第2章 Ti0_2光阳极薄膜的制备17-26

2.1 引言17

2.2 原料及实验仪器17-18

2.1 实验原料17-18

2.2 实验仪器18

2.3 Ti0_2 溶胶与薄膜的制备18-20

2.3.1 水热法制备纳米Ti0_2 溶胶18-19

2.3.2 纳米Ti0_2 光阳极薄膜制备的前期准备19

2.3.3 EHD 技术制备Ti0_2 多孔结构薄膜19-20

2.4 测试结果与讨论20-25

2.4.1 XRD 晶型测试分析20-21

2.4.2 纳米Ti0_2 粉体的TEM 分析21-22

2.4.3 纳米Ti0_2 粉体的SEM 分析22-23

2.4.4 孔隙分布分析23-24

2.4.5 薄膜的紫外-可见光吸收光谱24-25

2.5 小结25-26

第3章 Au 纳米颗粒的制备及在Ti0_2上的组装26-36

3.1 引言26

3.2 Au 纳米粒子的性质及制备方法26-29

3.

2.1 Au 纳米粒子的性质26-27

3.

2.2 Au 纳米粒子的制备方法27

3.

2.3 Au 纳米粒子修饰电极27-28

3.

2.4 Au 纳米粒子在氧化钛薄膜上的自组装28-29

3.3 实验29-30

3.1 实验原料29

3.2 实验仪器29

3.3 柠檬酸钠法合成Au 纳米粒子29-30

3.4 溶剂自组装法组装Au 纳米粒子30

3.5 实验的测试方法30

3.4 测试结果与讨论30-34

3.4.1 Au 纳米粒子的TEM30-31

3.4.2 不同粒径Au 纳米粒子修饰Ti0_2 薄膜的紫外吸收光谱31-32

3.4.3 Au 纳米粒子修饰的Ti0_2 薄膜的SEM32-33

3.4.4 修饰的Ti0_2 薄膜前后的XPS33

3.4.5 Ti0_2 薄膜修饰前后的XRD 晶型测试分析33-34

3.5 小结34-36

第4章 组装DSSC 电池36-47

4.1 引言36

4.2 实验方法36-39

4.

2.1 短路电流I_(SC)和开路电压V_(OC)36-37

4.

2.2 单色光的光电转换效率IPCE37

4.

2.3 DSSC 的I-V 曲线37-39

4.3 实验39-42
4.

3.1 实验原料39

4.

3.2 实验仪器39-40

4.

3.3 染料敏化太阳能电池DSSC 的制备40-41

4.

3.4 DSSC 的电学特性的测试41-42

4.4 测试结果与讨论42-46

4.1 多孔Ti0_2 膜厚对短路电流和开路电压的影响42-43

4.2 DSSC 的I-V 曲线和电性能测定43-44

4.3 DSSC 的IPCE 分析44-45

4.4 DSSC 的电荷传输分析45-46

4.5 小结46-47

47-48
参考文献48-53
攻读硕士学位期间发表的学术论文53-54
致谢54