碳納米管-酞菁銅修飾的鍍銀光伏纖維的制備及表征.pdf

1、能源供應(yīng)是21世紀(jì)人類面臨的最緊迫的問題之一，與礦物能源，風(fēng)能，地?zé)幔锬茉吹荣Y源相對(duì)，太陽(yáng)能具有易獲取、取之不盡、無償使用、安全和對(duì)環(huán)境友好等特點(diǎn)。太陽(yáng)能可以轉(zhuǎn)換成熱能和電能，能夠?yàn)槿祟愄峁┳顬榍鍧嵉哪茉磥碓矗鼛资陙?，太?yáng)能電池因可直接將太陽(yáng)輻射轉(zhuǎn)換成電能而廣受關(guān)注。但是傳統(tǒng)的太陽(yáng)能電池具有不易折疊，污染嚴(yán)重等缺點(diǎn)。而近年來，隨著材料學(xué)和電子工業(yè)的發(fā)展，智能紡織品成為紡織前沿技術(shù)領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究課題，開發(fā)具有更多功能的智能紡織品已

2、經(jīng)成為國(guó)際服裝紡織品市場(chǎng)的一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)點(diǎn)。因此，以聚合物纖維和膜為載體制備的柔性光伏制品，使光伏融入智能穿戴，對(duì)于開發(fā)新型智能服裝意義重要。本文探討了一種新型染料敏化光伏纖維制備過程，借助金屬酞菁作為電子受體同碳納米管進(jìn)行共價(jià)鍵組裝，與鍍銀纖維電極共同組裝成光伏纖維。
　　本文先對(duì)多壁碳納米管進(jìn)行氧等離子改性處理，然后將其與合成的氨基化的酞菁銅共價(jià)結(jié)合制成復(fù)合物。采用XPS探究了氧等離子處理時(shí)間和功率對(duì)碳納米管表面改性的影響，紅外光譜

3、和電化學(xué)工作站研究了碳納米管和酞菁銅摻雜比例對(duì)復(fù)合物光電性能的影響。結(jié)果表明當(dāng)處理時(shí)間為15min時(shí)，處理功率為20W時(shí)，碳納米管表面接枝率最大，為7.9％。復(fù)合物在可見光和紫外區(qū)都有很好的吸收。摻雜比例會(huì)對(duì)復(fù)合物的能帶結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，當(dāng)MWCNTs的摻雜比例是40％時(shí)，帶隙最小，為1.63eV。
　　選取滌綸纖維為基底，采用化學(xué)鍍的方法制備碳納米管/酞菁銅修飾的鍍銀光伏纖維。并且研究了反應(yīng)液中AgNO3和NaOH濃度對(duì)光伏纖維增重

4、率和導(dǎo)電性能的影響。結(jié)果表明制備的光伏纖維的直徑75μm，相對(duì)于未處理的滌綸纖維直徑有了明顯的增大。隨著AgNO3濃度的增加，纖維表面增重率和電導(dǎo)率都呈現(xiàn)先升高再下降的趨勢(shì)。NaOH的濃度會(huì)影響溶液的酸堿性能，進(jìn)而影響化學(xué)鍍的效果。當(dāng)NaOH濃度為2.2g/L時(shí)，織物增重率達(dá)到18.8％，表面電阻達(dá)到最大值，為7.78×10-4 s/cm，此時(shí)銀鍍層質(zhì)量最好。NaOH的濃度過高或者過低都不利于光伏纖維的性能。電化學(xué)工作站和熒光光譜分析表