染料敏化太阳能电池的制备与测试研究

【摘要】目前市场上最普遍的太阳能电池产品是硅基太阳能电池，但是它的生产成本比较高，且易造成环境的污染，很难被更大规模的使用。染料敏化太阳能电池(DSSC)是一种新型的光电化学电池，由于其价格便宜，制作工艺简单、对环境友好且可制成大面积等优点而成为当前可再生能源研究领域的一个热点，具有很好的应用前景。本文在详细分析DSSC工作机理的基础上，对DSSC的制备流程进行了有效优化，制备了品质较好的DSSC，并对DSSC的性能进行了测试与研究。首先，从DSSC的基础工艺出发，对其制作工艺，尤其是光阳极的处理方法进行了优化，研究包括光阳极的刮涂制备(厚度、光散射层)、热处理温度等，对其形貌与结构性质及器件性能的影响。接着对DSSC的短路电流(Isc)、开路电压(Voc)、填充因子(FF)、光电转换效率()等主要性能参数进行测试，采用Sunlynfilm封装方法，研究器件的长期稳定性及相关参数的变化规律，初步得出影响器件寿命的关键因素。最后采用面积优化、热活化温度优化、表面氧化层处理(Ag+掺杂)等方法，实现了器件性能的提升，并初步研究了其性能改善的器件物理机制。从实验中我们发现，DSSC的光电性能与TiO2薄膜面积密切相关，当TiO2薄膜超过一定面积时，电池各项性能参数都呈下降趋势；当热活化温度为450℃，获得的DSSC性能最佳；采用光催化置换法在TiO2电极镀上薄层纳米银颗粒能有效提高DSSC性能。这些研究成果为今后进一步优化DSSC的制备流程、提高DSSC光电转换效率、促进DSSC实用化进程打下了基础。
【作者】龚浩；
【导师】颜永红；龚岳平；
【作者基本信息】湖南大学，集成电路工程，2014，硕士
【关键词】DSSC；TiO2薄膜面积；热活化温度；Ag~+掺杂；

【参考文献】
[1]郭军利.高等师范院校应用化学专业学生实践能力培养研究[D].杭州师范大学,课程与教学论,2005,硕士.
[2]周俊平.南昌市3、4岁幼儿英语教育环境现状调查的研究[D].内蒙古师范大学,学前教育（专业学位）,2013,硕士.
[3]冯鑫.《史记·高祖本纪》与《汉书·高帝纪》比较研究[D].河北师范大学,中国古代史,2012,硕士.
[4]薛帅.标准CPCI板卡的多操作系统驱动程序开发[D].西安电子科技大学,信号与信息处理,2013,硕士.
[5]黎雯.不动产登记机构登记错误赔偿责任研究[D].江西财经大学,民商法,2013,硕士.
[6]记者张巍巍.可用石墨烯实现大功率半导体设备大幅降温[N].科技日报,2012-05-10001.
[7]刘强.面向MC的客户群体需求倾向模型构建方法的研究与应用[D].广东工业大学,2003.
[8]郭书魁.竖向加筋砂土直剪试验的颗粒流数值分析[D].浙江大学,市政工程,2013,硕士.
[9]刘立尧.浅议涂鸦艺术视觉语言及其在当代中国架上绘画的应用[D].首都师范大学,美术学,2013,硕士.
[10]王颖燕.双频脑电指数在小儿脑瘫手术麻醉监测中的应用[D].北京中医药大学,中西医结合外科,2013,硕士.
[11]殷天涛,王怀文,姚秋卉.我国城市地下空间合理开发利用效益[J].中国科技信息,2014,17:206-207.
[12]李富.成都老年人健康传播效果初探[D].西南交通大学,传播学,2012,硕士.
[13]祁秀秀.基于两亲性聚合物的纳米材料的合成及其性能研究[D].苏州大学,应用化学,2013,博士.
[14]郭红.含硅表面活性剂复配体系聚集结构及流变性质研究[D].山东大学,胶体与界面化学,2013,硕士.
[15]程晖.永州市民事行政检察监督工作调研报告[D].湘潭大学,诉讼法,2003,硕士.
[16]孙立媛.创作中对油画意象性的理解与探索[D].沈阳师范大学,美术,2013,硕士.
[17]马凯.金属内部微裂纹热塑性修复的元胞自动机模拟[D].上海工程技术大学,材料加工工程,2014,硕士.
[18]牛禄青.石墨烯:改变ICT的神奇材料[J].新经济导刊,2014,07:20-26.
[19]马强,陈宇泽,罗静,刘晓亚.石墨烯/银纳米粒子复合膜的制备及电化学性能[J].化工新型材料,2015,05:103-105.
[20]朱永安.基于混合分布假说的中国股市量价关系实证研究[D].东北财经大学,数量经济学,2003,硕士.
[21]张一.《点燃心灵直觉—由A到Z第六感进阶全指南》中的文化词翻译策略[D].宁波大学,英语笔译（专业学位）,2014,硕士.
[22]姚宣德.浅埋暗挖法城市隧道及地下工程施工风险分析与评估[D].北京交通大学,2009.
[23]徐泽水.基于残缺互补判断矩阵的交互式群决策方法[J].控制与决策,2005,08:913-916.
[24]李平.CD133标记的脑胶质瘤干细胞放射损伤及修复的实验研究[D].苏州大学,肿瘤学,2013,硕士.
[25]张诗悦.多媒体协助下合作写作在初中英语教学中的应用[D].内蒙古师范大学,学科教学（专业学位）,2012,硕士.
[26]王永亮.城市轨道交通列车交路计划编制方法研究[D].北京交通大学,交通运输规划与管理,2014,博士.
[27]徐欢,胡中爱,胡英瑛,鲁爱莲,李丽,杨玉英,李志敏.Co_3O_4/还原氧化石墨烯复合物的合成及其结构与性能表征[J].化工新型材料,2013,04:69-71.
[28]王硕.基于语义的Web服务组合模型研究与实现[D].湖南大学,软件工程,2011,硕士.
[29]汪亚洲.海上风电机组支撑系统设计中的关键技术问题研究[D].新疆农业大学,机械设计及理论,2012,硕士.
[30]陈明明.视频中的车辆检测及车型识别研究[D].南京邮电大学,电子与通信工程（专业学位）,2013,硕士.
[31]唐学军.广东联通无线网络日常优化流程分析和改进[D].北京邮电大学,工商管理（专业学位）,2012,硕士.
[32]宋建强.当代写意人物创作探究之我见[D].西北民族大学,美术学,2012,硕士.
[33]郝秋红.小组互助式学习的学习动机研究[D].华中师范大学,现代教育技术,2014,硕士.
[34]王鹏.空间参照体系和角色选择对心理旋转的影响[D].陕西师范大学,基础心理学,2004,硕士.
[35]李小英.外应力场下磁性薄膜中的铁磁共振现象[D].内蒙古大学,物理学,2014,硕士.
[36]王文静,刘志明,李强,缪龙秀.CRH2动车转向架构架疲劳强度分析[J].北京交通大学学报,2009,01:5-9.
[37]郭而东.溶洞位置对隧道围岩稳定性的影响及治理方案研究[D].长安大学,建筑与土木工程（专业学位）,2014,硕士.
[38]张文锋.USB协议栈在和欣上的构件化实现研究[D].西北工业大学,计算机软件与理论,2004,硕士.
[39]郭英,郭航远,邢杨波,孙勇,余瑜,吴伟芳.老年房颤患者射频消融术后并发症观察与护理[J].心脑血管病防治,2014,01:86-87.
[40]孙备.基于AMESim与Matlab/simulink联合仿真的异步电机矢量控制研究[D].吉林大学,控制理论与控制工程,2013,硕士.
[41]赵晓丽.Burgers方程初值问题解的多重尺度分析[D].北京化工大学,应用数学,2013,硕士.
[42]胡桂林.决策树在卫生服务信息挖掘中的应用[D].重庆医科大学,2005.
[43]裴峻峰,张嗣伟,齐明侠,王学良,曾洪图,张锁龙.钻井泵状态检测诊断与可靠性分析[J].流体机械,2005,10:40-42+76.
[44]沈志刚,林尚安.加强茂金属技术研发,促进聚烯烃工业发展[J].科技导报.2001(09)
[45]魏芳.ApoG2对乳腺癌MCF-7细胞放射增敏作用及与紫杉醇联合应用协同效应的实验研究[D].南方医科大学,肿瘤学,2012,硕士.
[46]孙婵媛.所得税税式支出的效应分析[D].东北财经大学,财政学,2003,硕士.
[47]王喜凤.浅议商周时期江淮青铜纹饰[D].安徽大学,文物与博物馆学,2014,硕士.
[48]王卫平,杨杰.基于蚁群智能的客户群偏好分析方法[J].管理科学,2005,04:54-57.
[49]刘岚,夏斌.格雷码及其转换的一个应用[J].冶金自动化,2003,S1:290-292.
[50]吴江宏.杭州市公安局巡逻指挥系统的设计与实现[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.