尖晶石类纳米粉体在染料敏化太阳能电池中的应用研究

【摘要】染料敏化TiO2纳米晶太阳能电池(DSSC电池)是一种新型光电化学太阳能电池，由于它制作工艺简单、成本低和性能稳定，并且对环境无污染，具有良好的开发前景。它是解决世界范围内的能源危机和环境问题的一条重要途径。TiO2纳米薄膜的光电性能与其化学组成、能带结构、氧空位数量及结晶度紧密相关，单一的TiO2纳米薄膜光电性能并不是很理想，合适的金属离子掺杂或将具有不同能级半导体纳米粒子复合在一起均可以提高电极的光电性能。本文对染料敏化纳米晶太阳能电池阳极的制备以及尖晶石纳米粉体的掺杂复合进行了研究。本文采用水热法在不同温度条件下获得结晶度不同的纳米TiO2粉体，利用这些粉体制备出纳米多孔薄膜，应用于染料敏化太阳能电池，通过测试分析得到了水热法制备纳米TiO2粉体的最佳工艺。在此基础上，本文同样采用水热法制备了Zn2SnO4纳米粉体，Zn2SnO4纳米粉体按不同质量比掺杂到TiO2纳米粉体中，球磨分散得到印刷浆料，用丝网印刷法在FTO导电玻璃上制备Zn2SnO4/TiO2复合薄膜电极。利用Zn2SnO4这种宽禁带半导体与TiO2复合以后产生的能带耦合效应使复合薄膜的电子与空穴相互远离，从而提高电池的光电转化效率。文中考察了各种工艺参数对Zn2SnO4/TiO2复合薄膜电极性能的影响，对复合薄膜电极的机理进行了初步的探讨。研究结果表明：在水热温度200℃、保温8h的条件下所制备的TiO2纳米粉体结晶度好、晶粒粒度适中，用其制备的TiO2薄膜电极相对于P25粉体获得了更好的电池性能。在P25粉体制备的TiO2薄膜电极中掺杂少量Zn2SnO4纳米粉体，可以提高TiO2薄膜电极的开路电压。Zn2SnO4掺杂量为3%时，薄膜电极开路电压明显提高，与纯TiO2薄膜电极相比，Voc提高了15.4%，达到了0.884V，Jsc提高了9.3%，η提高了47.6%。
【作者】苏岩；
【导师】胡志强；
【作者基本信息】大连工业大学，材料学，2009，硕士
【关键词】水热法；二氧化钛；锡酸锌；掺杂；复合薄膜；染料敏化；

【参考文献】
[1]黄智昊.三电平有源滤波器控制策略研究[D].哈尔滨工业大学,电气工程,2013,硕士.
[2]陈莎.农村留守儿童安全教育问题研究[D].内蒙古科技大学,思想政治教育,2013,硕士.
[3]赵杰.草鱼IL-8基因在炎症反应中的功能研究[D].苏州大学,水生生物学,2014,硕士.
[4]安娟.论村民委员会的行政主体地位[D].吉林大学,法律,2013,硕士.
[5]周昕.房产税改革效应的实证分析与功能定位[D].长安大学,产业经济学,2014,硕士.
[6]杨赵冬子.我国注册会计师行业准入管制问题及对策研究[D].湖北大学,会计学,2012,硕士.
[7]路光泰.现代化的翻译工具——《石油物探计算机辅助翻译系统》[J].石油地球物理勘探,1989,03:270.
[8]付蔷.世界石油海运需求及运输格局研究[D].大连海事大学,物流工程,2013,硕士.
[9]肖春华,黄樟钦,李达.一种面向高性能计算的多FPGA互联结构及划分方法[J].计算机应用研究,2015,:.
[10]武近冬.电解还原邻氯硝基苯的工艺研究[D].北京化工大学,材料科学与工程,2013,硕士.
[11]周晋生.港口堆场及码头无线网络系统设计[D].燕山大学,软件工程,2012,硕士.
[12]郭榕.西安渭河生态景观带规划设计研究[D].西安建筑科技大学,建筑设计及其理论,2013,硕士.
[13]龚利华.黑色金属矿山清洁生产评价指标体系的建立[J].金属矿山.2003(07)
[14]谢晓东.提供基于知识挖掘的服务机制[J].南京工业职业技术学院学报,2005,04:60+62.
[15]索明磊.中钢天津响螺湾项目一体化项目管理模式研究[D].北京交通大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[16]张腾飞.介词用法自动识别及其在信息抽取中的应用研究[D].郑州大学,计算机系统结构,2013,硕士.
[17]张燕.CD44在IgA肾病中的表达及临床意义[D].青岛大学,内科学,2003,硕士.
[18]程丽娟.基于CoVaR方法的商业银行系统性风险度量[D].山西财经大学,金融学,2013,硕士.
[19]李明辉.基于蒙特卡洛法的水下对抗效能推演评估研究[D].中国舰船研究院,船舶与海洋结构物设计制造,2014,硕士.
[20]郭琦,赵晋泉,张伯明.基于变参数追踪的暂态稳定分析与预防控制方法[J].电力系统自动化,2005,24:21-26+49.
[21]王可,刘继行,孙兴伟.螺旋水套与轴向水套水冷系统流固耦合对比分析[J].组合机床与自动化加工技术,2014,11:46-48.
[22]刘雪飞.企业人员伤害风险分析[D].沈阳航空航天大学,安全技术及工程,2013,硕士.
[23]童钦.牛呼吸道病毒病血清学调查及其多重RT-PCR诊断方法的建立与初步应用[D].吉林农业大学,预防兽医学,2012,硕士.
[24]王斌,常雁红,智林杰.高产量制备石墨烯及其优异的重金属离子检测性能(英文)[J].新型炭材料,2011,01:31-35.
[25]武文.对外汉语教学与中小学语文教学的对比分析[D].郑州大学,汉语国际教育（专业学位）,2013,硕士.
[26]李晓渝.对外汉语教材中级阶段的当代文化教学研究[D].西南大学,语言学及应用语言学,2013,硕士.
[27]吴志坚.并联型有源电力滤波器谐波检测与补偿方法研究[D].西南交通大学,电气系统控制与信息技术,2014,硕士.
[28]李路.汉代东北边疆民族文化与汉文化交流研究[D].东北师范大学,历史文献学,2014,博士.
[29]李舒亮.高频数据下的金融波动率研究[D].西北师范大学,概率论与数理统计,2013,硕士.
[30]陈姚耀.中国上市银行资本缓冲周期性行为及其信贷影响研究[D].浙江工商大学,金融（专业学位）,2014,硕士.
[31]邢迎春.带有随机利率和随机便利收益期限结构的商品衍生物定价[D].南京财经大学,应用数学,2011,硕士.
[32]肖峻,祖国强,李晓辉,郭晓丹.基于最大供电能力的配电网馈线联络建设次序规划方法[J].电力系统自动化,2014,11:49-55.
[33]魏光成.石墨烯重氮化与DNA多维体构筑、结构及性能研究[D].山东大学,2014.
[34]王孝强.行政立法与现代法治[D].中国政法大学,法律,2004,硕士.
[35]李旭杰.蓝牙应用模型的研究与免提应用模型的实现[D].河海大学,通信与信息系统,2004,硕士.
[36]陈继松.斜井地震记录及其应用[J].石油地球物理勘探,1991,06:744-753+799.
[37]冯欣.基于Cassandra的移动终端云存储的设计与实现[D].吉林大学,计算机系统结构,2013,硕士.
[38]华宏,王涌天,郭向前.超声波六自由度跟踪器设计原理及误差模型研究[J].自动化学报,2000,06:840-844.
[39]孟凡达.两种疗法对恢复期贝尔氏麻痹血瘀证的临床疗效对比研究[D].云南中医学院,针灸推拿学（专业学位）,2012,硕士.
[40]丁晓阳.智能财务提升企业财务管理水平[J].中国会计电算化,2004,04:14-15.
[41]吴东林.中小城镇治安监控系统研究[D].南京理工大学,计算机技术,2011,硕士.
[42]苏晓明.阳离子表面活性对电活性物质的影响和应用研究[D].淮北师范大学,分析化学,2014,硕士.
[43]蒋玲.几种聚合物修饰电极的EQCM和光谱电化学研究[D].湖南师范大学,有机化学,2004,硕士.
[44]张杰.新经济新商业——商业信息化的三大跨越[J].中国计算机用户,2001,31:31-33.
[45]张道顺,白庆华.城市信息化信息整合概念研究[J].情报杂志,2004,05:7-9.
[46]张倩.中国银行甘肃省分行家庭金融理财模式研究[D].兰州大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[47]张宏欣,周穗华,冯士民.基于弱形式解的粒子流滤波器[J].控制与决策,2015,05:853-858.
[48]邓菊华.HK地勘集团实施矿产资源“走出去”战略研究[D].天津大学,工商管理,2013,硕士.
[49]黄瑞言.基于生态位理论的深圳农产品物流园生态设计研究[D].清华大学,建筑与土木工程（专业学位）,2013,硕士.
[50]李蒙.我国信访制度的演变及创新[D].中国地质大学（北京）,公共管理,2013,硕士.