碳材料在染料敏化太陽能電池光陽極中的應(yīng)用研究.pdf

1、染料敏化太陽能電池(DSSC)由于其遠低于硅太陽能電池的制作價格以及簡易的制作工藝，已引起科學(xué)家的廣泛研究。光陽極是DSSC的核心組件之一，它不僅是染料分子的載體，而且也起著分離和傳輸電子的作用，研究組成與結(jié)構(gòu)優(yōu)異的光陽極是提高電池性能的重要研究領(lǐng)域之一。
　　碳納米材料具有獨特的結(jié)構(gòu)特點與物理性質(zhì)，如優(yōu)良的導(dǎo)電性和比表面積，因而被認為是理想的電極材料。本論文基于提高光陽極電子傳輸性能的目標(biāo)，開展了碳材料在光陽極的應(yīng)用研究，制備了

2、石墨烯/TiO2和碳納米管/TiO2復(fù)合光陽極，主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下：
　　1.采用改進Hummers法制備出氧化石墨并還原為石墨烯。利用強酸對碳納米管進行共價鍵改性。采用二次陽極氧化法制備出可轉(zhuǎn)移型 TiO2納米管陣列薄膜。通過XRD、FESEM、TEM、FT-IR等測試方法對其結(jié)構(gòu)和形貌進行表征。
　　2.在導(dǎo)電玻璃上涂覆石墨烯層，然后旋涂TiO2納米顆粒層制備石墨烯/TiO2納米顆粒復(fù)合光陽極，使電池的光電轉(zhuǎn)化效率提

3、高了13.6％。
　　3.首次通過摻入石墨烯的TiO2納米顆粒漿料粘結(jié)TiO2納米管薄膜制備光陽極，得出最佳摻入量為0.1wt%，電池效率由4.35%提高到6.29%。
　　4.首次將羧基化的碳納米管摻入TiO2納米顆粒漿料后粘結(jié)TiO2納米管薄膜制備光陽極，當(dāng)摻入量為最佳值0.1wt%時，電池效率達到最大值6.77%。
　　本實驗制備出的新型復(fù)合光陽極結(jié)構(gòu)，為豐富太陽能電池光陽極結(jié)構(gòu)多樣性、提高太陽能電池效率提供了一