碳素材料改性染料敏化太陽(yáng)能電池.pdf

1、本文通過(guò)對(duì)染料敏化太陽(yáng)能電池(dye-sensitized solar cells,DSSCs)不同部分進(jìn)行改性，采用SEM、XRD、XPS等對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征和光電性能進(jìn)行測(cè)試，探討碳素材料對(duì)DSSCs結(jié)構(gòu)與性能影響規(guī)律。主要獲得結(jié)論如下：
　　在Sol-Gel法制備納米晶TiO2薄膜的工藝中，體系中加入水量是影響水解和縮聚化學(xué)平衡的重要因素，本實(shí)驗(yàn)Ti(OC4H9)4:H2O體積比取5:l。燒結(jié)溫度影響納米TiO2晶型，燒結(jié)溫度

2、450℃時(shí)納米TiO2銳鈦礦晶型，近500℃就開(kāi)始出現(xiàn)銳鈦礦向金紅石相轉(zhuǎn)變，到700℃就基本上完成了銳鈦礦向金紅石相轉(zhuǎn)變。確定光陽(yáng)極的燒結(jié)溫度在450-480℃。
　　在探討以MWCNTs和混酸處理MWCNTs以及導(dǎo)電炭黑代替 Pt制備對(duì)電極對(duì)DSSCs光電性能的影響過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)酸處理MWCNTs制備的電極對(duì)I–/I3–氧化還原反應(yīng)具有很高的催化活性，電池的開(kāi)路電壓、短路電流密度分別達(dá)到0.552 V和0.223 mA/cm2，光

3、電轉(zhuǎn)換效率最大達(dá)到4.10％，其老化速率只有Pt對(duì)電極1/96。
　　在探討曙紅Y染料的濃度、敏化時(shí)間對(duì)DSSCs光電性能的影響中，發(fā)現(xiàn)最優(yōu)敏化條件為：染料濃度為0.5 g/L、敏化時(shí)間30 min，DSSCs具有最高電性能。
　　在曙紅Y敏化條件確立的基礎(chǔ)上，研究了導(dǎo)電炭黑連接染料分子和納米TiO2，不同碳黑含量對(duì)DSSCs電性能的影響。發(fā)現(xiàn)添加0.05 g導(dǎo)電碳黑的DSSCs光電性能最佳。開(kāi)路電壓增加了約33.9％，短路