碳素材料改性染料敏化太陽能電池.pdf

1、本文通過對染料敏化太陽能電池(dye-sensitized solar cells,DSSCs)不同部分進行改性，采用SEM、XRD、XPS等對其結(jié)構(gòu)進行表征和光電性能進行測試，探討碳素材料對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平衡的重要因素，本實驗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℃時納米TiO2銳鈦礦晶型，近500℃就開始出現(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。確定光陽極的燒結(jié)溫度在450-480℃。
　　在探討以MWCNTs和混酸處理MWCNTs以及導電炭黑代替 Pt制備對電極對DSSCs光電性能的影響過程中，發(fā)現(xiàn)酸處理MWCNTs制備的電極對I–/I3–氧化還原反應具有很高的催化活性，電池的開路電壓、短路電流密度分別達到0.552 V和0.223 mA/cm2，光

3、電轉(zhuǎn)換效率最大達到4.10％，其老化速率只有Pt對電極1/96。
　　在探討曙紅Y染料的濃度、敏化時間對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，研究了導電炭黑連接染料分子和納米TiO2，不同碳黑含量對DSSCs電性能的影響。發(fā)現(xiàn)添加0.05 g導電碳黑的DSSCs光電性能最佳。開路電壓增加了約33.9％，短路