染料敏化太陽能電池光陽極的改性.pdf

1、自從1991年第一塊染料敏化太陽能電池誕生以來，染料敏化太陽能電池就吸引了全世界的目光，被研究者們寄予了殷切的希望。而染料敏化太陽能電池也在這良好的研究氛圍下迅猛發(fā)展。作為染料敏化太陽能電池的主要組成部分，光陽極則是影響其效率的關(guān)鍵，因此得到了研究者的廣泛關(guān)注。近年來，采用復(fù)合的方法改性光陽極逐漸成為光陽極研究中的主流，本文跟隨這一發(fā)展趨勢(shì)，通過研究不同材料復(fù)合對(duì)光陽極性能的影響，總結(jié)其中規(guī)律，探索篩選新型復(fù)合材料。
　　 本實(shí)

2、驗(yàn)的主要工作如下:
　　 (1)采用水熱法和溶膠凝膠法制備了TiO2光陽極漿料，比較兩種方法制備的TiO2染料敏化太陽能電池的光電效率，結(jié)果表明水熱法制備的TiO2染料敏化太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化率約是溶膠凝膠法制備的兩倍。采用種子層生長(zhǎng)法制備了ZnO納米棒光陽極，并在ZnO光陽極上刮涂一層TiO2納米顆粒制備了TiO2和ZnO復(fù)合光陽極，復(fù)合后的染料敏化太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化率比ZnO納米棒染料敏化太陽能電池提高了66％。
　

3、　 (2)采用Hummer改進(jìn)法制備了氧化石墨烯GO，并將其在濃氨水氛圍下水熱得到氮摻雜氧化石墨烯N-rGO。比較不同GO和N-rGO添加量的染料敏化太陽能電池，結(jié)果表明GO和N-rGO復(fù)合后的染料敏化電池的開路電壓隨添加量的增加而增加，短路電流隨添加量的增加先增大后減小，總的來說電池的光電轉(zhuǎn)化率隨添加量的增加先增大后減小。當(dāng)添加量為0.05mg時(shí)，為最優(yōu)添加量，此時(shí)的GO-TiO2染料敏化太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化率為6.77％，比純Ti

4、O2時(shí)的光電轉(zhuǎn)化6.40％提升了5.78％; N-rGO-TiO2染料敏化太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化率為7.19％，比純TiO2時(shí)的光電轉(zhuǎn)化率6.35％提升13.23％。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明適量的石墨烯類物質(zhì)的復(fù)合有助于染料敏化太陽能電池光電轉(zhuǎn)化率的提高，同時(shí)N-rGO的復(fù)合更有助于染料敏化太陽能電池光電轉(zhuǎn)化率的提升。
　　 (3)將COP-4在650℃和850℃的氬氣氛圍下進(jìn)行碳化得到650-COP-4和850-COP-4，比較不同650-

5、COP-4和850-COP-4含量的染料敏化太陽能電池，其開路電壓隨添加量的增加而增加，短路電流隨添加量的增加而減小，電池的光電轉(zhuǎn)化率隨添加量的增加而減少，且均小于純TiO2基染料敏化太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化率。將相同添加量的650-COP-4和850-COP-4復(fù)合的染料敏化太陽能電池進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)石墨烯化更充分的850-COP-4更有助于染料敏化太陽能電池光電轉(zhuǎn)化率的提升。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果的漸變趨勢(shì)，我們推測(cè)復(fù)合更高碳化溫度制備的COP-4