錳復(fù)合基全固態(tài)纖維染料敏化太陽能電池的制備研究.pdf

1、太陽能是一種成本低廉、能夠再生的綠色能源，其有望成為世界性能源。染料敏化太陽能電池（Dye-Sensitized Solar Cell，DSSC）具有制作成本低廉、原料儲備豐富等優(yōu)點(diǎn)，故其成為太陽能電池領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。最初研究者采用硬質(zhì)平板作為DSSC的光陽極基底，考慮到硬質(zhì)平板具有一些不足，如采用的導(dǎo)電玻璃容易破碎、極高的硬度等，故其嚴(yán)重阻礙了硬質(zhì)平板DSSC的大規(guī)模運(yùn)輸使用。近年來，一種新型纖維狀的DSSC吸引了研究者的廣泛關(guān)注。研

2、究者將高彎曲率纖維電極引入全固態(tài)纖維DSSC中，給光伏器件結(jié)構(gòu)的研究以及性能的優(yōu)化帶來了一系列新的問題，同時也使電極基底材料的選擇范圍變寬了。
　　考慮到傳統(tǒng)的電極材料Ti、Fe具有高熔點(diǎn)、高的質(zhì)量、難以與其他基底復(fù)合等缺陷，而金屬錳具有價格便宜、質(zhì)量輕、優(yōu)良耐腐蝕性、導(dǎo)電性好、低功函數(shù)等優(yōu)點(diǎn)。于是本研究采用新型錳材料作為全固態(tài)纖維DSSC的基底材料，可以進(jìn)一步降低電池的成本，拓寬電極基底的應(yīng)用范圍。本研究通過電鍍技術(shù)和化學(xué)鍍技術(shù)

3、，分別在導(dǎo)電金屬纖維材料和不導(dǎo)電聚合物纖維材料表面沉積，制備了價格低廉、不適用導(dǎo)電玻璃的Mn復(fù)合纖維電極，并首次將該電極應(yīng)用于全固態(tài)纖維染料敏化太陽能電池中。研究內(nèi)容主要包括以下幾點(diǎn)：
　　①研究采用電鍍技術(shù)在金屬導(dǎo)電纖維銅絲上制備了錳基復(fù)合纖維基底，并首次應(yīng)用于全固態(tài)纖維DSSC。研究發(fā)現(xiàn)，Mn層形貌以及ZnO納米陣列結(jié)構(gòu)對電池的光電性能有很大的影響，當(dāng)電壓=3.1V，時間=3min且[Zn2+]=0.04M時，所得全固態(tài)ZnO

4、基纖維電池的光電性能最好，高于基于傳統(tǒng)的Ti纖維絲、不銹鋼纖維絲電池的性能；另外，基于鈦、鐵金屬絲上鍍錳得到的錳復(fù)合纖維全固態(tài)電池性能都比原來的金屬纖維全固態(tài)電池性能提高了；工作電極和對電極之間的壓力對電池性能的影響測試表明，最優(yōu)壓力為0.1MPa；全固態(tài)電池的穩(wěn)定性測試表明，電池儲存3000h后，性能沒有明顯的衰減。類似的工藝可以開發(fā)出一類在全固態(tài)纖維DSSC領(lǐng)域有應(yīng)用前景的新型基底材料；
　　②研究通過電鍍和化學(xué)鍍相結(jié)合的技術(shù)