染料敏化TiO2纳米晶太阳能电池的计算机模拟

染料敏化TiO2纳米晶太阳能电池的计算机模拟

孙涛[1]2006年在《染料敏化太阳能电池性能及电子传输研究》文中认为本论文主要围绕纳米结构TiO_2太阳能电池中光电子传输特性以及光电化学特性研究展开工作,并利用计算机对其一些性能进行了模拟,得到了较好的结果,主要工作及其结果如下:1)综述了染料敏化太阳能电池(DSSCs)各组成部分的研究现状。通过对比各种制备二氧化钛薄膜的方法得出,基于溶胶—凝胶法制备的二氧化钛纳米晶,然后用丝网印刷术成膜可以制得性能良好的DSSCs。2)在理论上研究了TiO_2纳米晶多孔膜电极的电荷传输特性(包括染料的激发,电子向二氧化钛导带中的注入,电子通过扩散作用向基底运动)以及电子复合特点。3)在计算机上对电子在二氧化钛膜中传输的驱动力进行了模拟,分析指出在DSSCs中,驱动力是由两部分构成,一部分是电池的电场效应造成的,另一部分是电池中电子浓度分布不均匀引起的扩散造成的。4)在不考虑电荷内部传输机理情况下,通过Ferber提出的准一维模型宏观上对DSSCs进行了分析,构建了电荷分布的微分方程及边界条件,然后结合光传输模型在计算机上实现了电池输出性能的模拟。

刘喜哲[2]2004年在《染料敏化TiO_2纳米晶太阳能电池的计算机模拟》文中认为在光电化学电池研究中,大多数染料敏化电池的光电转换效率比较低(<1%),直到 90 年代初的几项突破才使得染料敏化光电池的光电转化效率有了很大提高。Gratzel等以纳米多孔TiO2膜为半导体电极,以有机化合物作染料,并选用适当的氧化还原电解质,发展了一种纳米晶网络太阳能电池,终于在 1991 年取得了突破,在太阳光下其光电转换效率达 7.1%,入射光子-电流转换效率大于 80%。从此,对各种纳米晶网络电极及敏化的纳米晶网络电极光电化学太阳能电池的研究迅速开展起来。染料敏化TiO2纳米晶太阳能电池以其较低的价格、较高的性能价格比而受到普遍关注,它极有可能被产业化并取代现有的太阳能电池产品。 目前,染料敏化TiO2纳米晶太阳能电池还有许多重要的理论和实验问题有待解决,尤其是一些关于染料敏化TiO2纳米晶太阳能电池的工作机制和其中的基本过程的问题。要研究这些问题,就必须了解其内部各参数与电池的外部特性之间的联系,而电池的内部参数是很难直接测量的。所以,通过计算机模拟来研究电池的内部参数对外部特性的影响是一个很好的思路。 在染料敏化TiO2纳米晶太阳能电池的计算机模拟方面,所作的研究工作还比较少,主要集中在两个方面:一方面是从电化学角度建立的模型,另一方面是从光传输的角度研究这种太阳能电池。上述工作使人们对这种太阳能电池的工作机制的理解更加深入,在对这种太阳能电池的研究中起到了重要的指导作用。但是,上述工作也有一些不足,比如,它们都没有系统全面的研究电池内部各参数对电池中的基本过程的影响,它们不能定量给出电池的光学过程与电化学过程之间的联系。本论文的工作正是围绕这些不足所展开的。 本论文建立了一个准一维的综合考虑电化学过程和光传输过程的染料敏化TiO2纳米晶太阳能电池的模型。其中载流子的传输采用扩散-漂移模型,阳极采用欧姆接触模型,阴极采用电流-超电势模型,光束的传播采用Fourflux传输模型,光散射过程采用Mie单球散射模型。这一染料敏化TiO2纳米晶太阳能电池的模型可以用来研究在不同条件下电池中载流子的分布、载流子的流密度分布、电场分布和光强分布。还可以用来研究电池各个内部参数对电池中基本过程的影响。通过用上述模型进行计算机模拟研究,得到了如下结果:1) 电池中的电位降很小,电场对载流子传输的影响和对电池输出电压的影响可以 忽略,电池中载流子传输的主要动力是载流子的浓度梯度,电池发电主要是由 电池中的动力学过程决定的。2) 电池中的电子密度分布和电子电流密度分布是由电池中的电子损失过程和电 子产生过程之间的竞争与平衡决定的。本论文根据染料敏化TiO2太阳能电池的 特点,忽略了电池中的一些次要过程,电子产生过程主要考虑了光诱导下染料 向TiO2导带的电子注入,电子损失过程主要考虑了TiO2导带中电子被I3 氧化的 - 电子弛豫过程和阳极对TiO2导带中电子的收集过程。3) 电池中I-和I3 的浓度分布主要是由电池中的两个氧化还原过程决定的。一个是 - 1在阴极处I- /I3 电对的氧化还原过程,另一个是在TiO2表面氧化还原过程(其中 - 包括I-把染料还原的过程和TiO2导带中电子把I3 还原的电子迟豫过程)。 -4) 电池的短路电流Isc和开路电压Voc都随电子弛豫速率Ke的增大而减小,其中Isc 的增大有饱和趋势,它受到电子注入数量的限制,而Voc的增大没有饱和趋势。5) 随着Ke的增大,电子在电池中的损失速率增加,电子浓度和电子电流密度都要 下降;随着Ke的减小,I3 在TiO2表面被还原的数量降低,更多的I3 要迁移到阴 - - 极才能被还原,这时I-和I3 的浓度梯度较大。 -6) 随着有效电子迁移率Ue的增大,电池的短路电流Isc增大,开路电压略有减小, Isc的增大受到电子注入数量的限制而有饱和趋势。7) 随着Ue的减小,阳极对电子的收集能力减弱,电子电流密度减小,电子浓度增 加;Ue增大有利于电子浓度的平滑化;当Ue小到使电子有效自由程小于电池厚 度时,电子密度出现峰值。8) 随着Ue的减小,更多的电子在没运动到阳极前就通过把I3 还原的过程而被损失 - 掉了,这时更多的I3 不用运动到阴极去就可以被还原,所以这时I- 和I3 的浓 - - 度梯度较小。9) 短路电流 Isc 随电池厚度的增加先是增加后来饱和并略有下降,Isc 在厚度为 12μm 时最大;Voc 随厚度的增加而单调下降,但下降幅度很小。另一方面要 提高电池的性能价格比,还必须尽量减小电池的厚度。所以电池的最佳厚度应 该在 10μm-12μm 之间。10) 12μm 以外对电池的短路电流 Isc 几乎没有贡献。12μm 以后短路电子密度 Ne 几乎不随位置变化。随着厚度增大,电池的开路电子密度减小,开路电子 电流密度增大。11) 随着透明电极电阻RTco的减小,电池的填充因子增

张彦芳[3]2008年在《TiO_2染料敏化太阳能电池和BaSnO_3纳米颗粒光电性质研究》文中进行了进一步梳理太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的绿色能源是解决能源危机的最佳途径之一。染料敏化太阳能电池(Dye-Sensitized Solar Cell, DSSC)由于制作工艺简单、成本低、稳定并且对环境无污染等特点,具有重要的研究价值和良好的开发前景。本文通过半导体电极和对电极的制备、染料敏化太阳能电池的组装和电池光电转化性能测试等,研究了DSSC半导体电极、对电极、电解液组成与电池性能的关系,并得到了2.26%的光电转化效率。通过表面光电压谱的测试,研究了溶胶-凝胶法制备的BaSnO_3纳米颗粒和N719-BaSnO_3复合体系的表面光电压特性以及N719对BaSnO_3纳米颗粒的敏化,为其在DSSC中的应用提供了实验和理论基础。主要作了以下有意义的工作:1.本文以TiO_2粉体(P25)为原料,加入水、分散剂后进行研磨,把所得的浆料涂敷在导电玻璃上成膜,550 oC热处理30 min后,在N719染料的乙醇溶液(5×10-5 M)中浸泡24 h,得到TiO_2/染料电极。用夹子把TiO_2/染料电极和镀Pt的对电极夹紧,在两者之间滴加电解液,即完成染料敏化太阳能电池的制作。并使用CHI660电化学工作站测试电池的光电转化性能。2.探讨了TiO_2薄膜的退火温度、TiCl4处理和TiO_2薄膜在染料中的浸泡时间、电解液的配置以及Pt对电极对电池光电转化性能的影响。结果表明,TiO_2薄膜在550 oC退火30 min后,TiCl4处理30 min,在N719染料的乙醇溶液中(5×10-5 M)浸泡24 h可获得较好的电池性能。电解液中添加4-叔丁基吡啶和对电极经Pt修饰后,都可以使电池的性能得到改善。当电池的面积为0.25 cm2,氙灯的辐照功率密度为100 mW/cm2时,电池的开路电压为614 mV,短路电流为1.62 mA,填充因子为0.57,可获得2.26%的光电转化效率。3.归纳了染料敏化太阳能电池和光合作用的联系。新型太阳能电池—染料敏化太阳能电池Dye-Sensitized Solar Cell(DSSC)和植物的光合作用有着密切而深刻的联系,本文在原理、结构和组成物质叁个方面分别对DSSC和光合作用进行了分析和比较,由此得出, DSSC是光合单位的模拟,DSSC的产生是自然现象对人类的启示。认识二者的联系对DSSC的研究、改进有重要意义。(1)通过把DSSC与光合作用过程的比较与对照,有助于加深对DSSC工作过程的理解,其中光致电荷分离和电荷转移是核心过程;(2)向自然学习,改进DSSC的结构;(3)启发人们提取和合成天然染料;(4)将植物光合作用的物质借鉴到染料敏化太阳能电池中。4.使用溶胶-凝胶法制备了晶粒尺寸为40 nm左右的BaSnO_3纳米颗粒,研究了BaSnO_3纳米颗粒的表面光电压特性,结果表明其在300-450 nm之间有明显的表面光电压响应,最大值在357nm左右。研究了N719-BaSnO_3复合体系的表面光电压响应,发现N719有机染料对BaSnO_3具有有效的敏化作用。N719在N719-BaSnO_3复合体系的表面光电压响应中起着重要的作用,它增强了BaSnO_3纳米颗粒的光电压响应,并且使BaSnO_3纳米颗粒的光电压响应阈值从450 nm拓展到了600 nm,N719和BaSnO_3纳米颗粒之间的电荷转移是形成敏化效果的原因。价带谱表明两者能级的相对位置可以使电子从激发态的N719染料注入到BaSnO_3纳米颗粒的导带。这些结果表明N719-BaSnO_3复合体系可能被应用在光电转化领域尤其是染料敏化太阳能电池方面。BaSnO_3是一种重要的陶瓷材料,人们对它的介电和光催化性质已经有了广泛的研究,但是其光电性质研究较少。我们利用表面光电压谱和电场诱导表面光电压谱对BaSnO_3纳米颗粒表面光电压性质进行了研究。这些结果不仅使人们对BaSnO_3的性质有了更多的认识和了解,而且对于DSSC电极材料的丰富和扩展具有十分重要的意义,使得具有更好性能的染料敏化太阳能电池的半导体电极材料将有可能被发现。

刘佳[4]2007年在《EIS方法研究TiO_2薄膜光阳极界面电荷传输》文中进行了进一步梳理本论文中,我们首先制备了一系列的TiO_2膜电极,利用EIS (Electrochemical AC-Impedance Spectroscopy简称EIS法)研究了外加不同偏压对TiO_2的能带弯曲及界面电荷传输的影响;其次测试了不同TiO_2膜电极的Mott-Schottky曲线,并计算了半导体的平带电位及空间电荷层的载流子浓度;最后,利用EIS法研究了染料敏化TiO_2纳米晶太阳能电池(DSSC)的光电性能,探讨了光强、对电极制备条件、电解质溶液的组成及TiO_2薄膜厚度等参数对DSSC界面电荷转移的影响。实验结果表明,在以导电玻璃(ITO)为基底的TiO_2膜电极上,当外加正偏压时,TiO_2与电解质及ITO之间形成的空间电荷层的能带弯曲增大,在电解质界面处的带弯增大有利于光生电子-空穴的分离,而ITO与TiO_2间的空间电荷层带弯的增大则不利于电子从TiO_2向ITO的迁移,因此在外加正偏压下阻抗弧较大。而在外加负偏压下,情况恰恰相反。对DSSC的阻抗研究发现,阻抗谱中含有叁个弧,分别是高频处的Pt|电解质溶液的界面电荷转移、中频处的TiO_2薄膜|电解质溶液界面电荷转移及低频处的I-/I3–氧化还原电对在电解质溶液的扩散。电池的各部分是相互联系的有机整体,任何一个部分的变化势必影响到其它部分随之发生变化,在交流阻抗谱中表现为阻抗弧的变化。通过阻抗的测试,可以提供更多的面的电荷转移的信息,为进一步提高电池的光电性能提供理论依据。

刘润花[5]2011年在《染料敏化太阳能电池光阳极的光电化学性质研究》文中指出光伏能源是被国际上广泛重视的一类新能源形式,而太阳能电池是利用太阳能源的重要途径之一。在太阳能电池中染料敏化太阳能电池作为半导体太阳能电池的强有力竞争者,已成为可再生能源中的研究热点,提高光电转化效率是该领域应解决的关键技术问题,本论文主要注重于如何提高二氧化钛光阳极的光捕获速率和电子传输速率来提高电池的性能。主要内容如下:1.二氧化钛纳米晶光阳极的制备、器件组装及测试通过制备不同厚度的TiO2纳米晶膜并组装染料敏化太阳能电池,来熟悉标准器件的制备以及测试方法。2.TiO2纳米棒掺杂TiO2纳米颗粒光阳极的制备分别利用一次水热和二次水热制备金红石TiO2纳米棒(RNR)和锐钛矿TiO2纳米棒(ANR),通过调节纳米颗粒(NP)和纳米棒(NR)的掺杂比例来提高TiO2纳米晶膜的光捕获效率和电子传输速率,并对比了单层结构(NP+NR)和双层结构(NP/(NP+NR))的纳米晶膜光阳极的光电转化性能。染料N719敏化的双层结构太阳能电池光电转化效率最高达7.3%,比相同条件下单层纯锐钛矿纳米颗粒光阳极器件的光电转化效率(6.1%)同比提高了19.8%。3.阳极氧化TiO2纳米管阵列光阳极的制备通过阳极氧化条件的优化制备二氧化钛纳米管阵列,利用二氧化钛纳米管阵列作为光阳极。并分别在染料敏化液态太阳能电池、染料敏化固态太阳能电池以及高分子聚合物太阳能电池中,对比铂电极和柔性电极碳纳米管薄膜做为对电极对光电性能的影响。最终通过阳极氧化钛丝来制备柔性光阳极、以及利用柔性电极碳纳米管薄膜作为对电极来制备柔性太阳能电池。

潘凯[6]2006年在《染料敏化TiO_2纳米晶多孔膜光电化学池的性质研究》文中认为染料敏化纳米晶TiO_2太阳能电池因为价格便宜、工艺简单、可制成大面积、形状多样化等优点而成为可再生能源研究领域的一个热点。本论文成功地构筑了染料敏化TiO_2纳米晶光电化学池,利用表面光电压和光电流谱对其进行了光生电子传输的机理研究,利用瞬态光电压谱定量的研究了光生电子在TiO_2层的传输时间和衰减寿命,为制备高效率的染料敏化纳米晶太阳能电池提供了实验和理论基础。主要内容包括:采用类丝网印刷(Screen-printing)方法制备了纳米晶TiO_2多孔膜电极,以明星染料联吡啶钌络合物(N3)作敏化剂,成功地组装了染料敏化TiO_2纳米晶光电化学池原型器件,并对其光电性能进行了测试。原型器件的短路光电流为9.08 mA/cm~2,开路光电压为620 mV,填充因子为56 %,最大的输出功率为3.15 mW/cm~2,光电转换效率为4.8 %。结合吸收光谱和表面光电压谱,讨论了光电化学池的光电流产生机理:N3的敏化作用使光电化学电池在300~700 nm的紫外可见区均有光电流响应。这大大拓宽了TiO_2纳米晶的光电流响应区间。使用磺酸基铝酞菁(Al(OH)PcSn)对TiO_2纳米晶多孔膜电极进行敏化,研究了其在红光区的光电响应。光电响应波长扩展到750 nm;在685nm处单体的Q带产生较强的光电流和光电压;吸收光谱中观察到的二聚体峰没有光电流响应。结合吸收光谱和表面光电压谱,研究了Al(OH)PcS_n的敏化机制。采用四羟基苯基卟啉(THPP)和四羧基苯基卟啉(TCPP)分别对TiO_2纳米晶多孔膜电极进行敏化。TCPP与TiO_2之间的作用强于THPP与TiO_2的作用,因此,TCPP吸附量大于THPP。在不同光照方向下的光电流响

刘春平[7]2006年在《染料敏化纳米晶TiO_2多孔膜电极的制备及其性能研究》文中指出能源危机与环境污染是人类21世纪面临的两大挑战。太阳能的利用是解决这两大问题的最有效途径。染料敏化太阳能电池(Dye-sensitized Solar Cell,DSC)作为一种新型的光电化学太阳能电池以其制作工艺简单,成本低,性能稳定等特征而成为研究的热点。本文对染料敏化太阳能电池纳米晶TiO_2薄膜电极采用基底电沉积前处理、掺杂大颗粒纳米粒子、TiCl4后处理、纳米粒子的形貌设计以及降低基板电阻等手段来提高电极光电性能,制备了在AM1.5模拟太阳光、376W/m~2光照强度下,光电转化效率超过8%染料敏化太阳能电池。采用醇盐水解法制备纳米TiO_2溶胶,经浓缩,添加聚乙二醇(PEG),通过丝网印刷和450℃热处理后制备了纳米晶多孔TiO_2薄膜电极,研究了PEG添加量对电极形貌结构和光电性能的影响;研究了不同丝网印刷层数对光电性能的影响;研究了在制备纳米晶多孔TiO_2薄膜电极之前,对导电玻璃进行电化学预处理对电极光电性能的影响;研究了在纳米TiO_2溶胶中掺杂大颗粒TiO_2粒子对电池光电性能的影响;研究了对薄膜电极TiCl4后处理对电极光电性能的影响;研究了几种改性方法协同作用对电极性能的影响。优化的电极得到转化效率为4.33%的光电转化效率。采用水热合成法制备了TiO_2纳米管,研究了纳米管在400℃和450℃热处理1h后的结构和晶相,纳米管经400℃热处理后仍保持管状结构; 450℃热处理后得到了纳米棒结构。将TiO_2纳米管以不同比例与从DYESOL购买的TiO_2浆料混合,制备了纳米管复合电极。该类纳米管复合电极表现了良好的光电性能,有效面积为1cm2、摩尔比纳米管:纳米粒=1:1的纳米管复合电极达到了8.22%的光电转化效率,明显高于单用DYESOL购买的TiO_2浆料所制备的电极(4.64%)。将TiO_2纳米棒与Degussa公司P25混合制备了纳米棒复合电极,但没有得到性能明显高于单纯使用P25时的结果。对染料敏化太阳能电池直流条件下的等效电路进行伏安特性分析,定性地讨论了串联电阻Rs和并联电阻Rsh对电池性能的影响;在Rs=0和Rsh=∞边界条件下,通过对电池I-V曲线的数值模拟,直观地表现了不同电池串联电阻、并联电阻和理想因子对电池开路电压(Voc)、短路电流(Isc)和填充因子(FF)的影响。通过使用不同的导电基板ITO(氧化铟,氧化锡导电玻璃)和FCO(F掺杂二氧化锡导电玻璃)及在其表面印刷银线来改变基板电阻,制备染料敏化电极进行测试,比较不同基板对Voc、Isc和FF的影响并与数值模拟的结果相比较。最后在以表面印刷了银线的FCO为基板的电极上得到了8.01%光电转化效率,用四羧基酞菁锌敏化同样的电极,其V_(oc)为525mV,I_(sc)为0.409mA/cm~2,FF为0.672,光电转化效率达到了0.381%。

范乐庆[8]2003年在《染料敏化TiO_2纳米晶太阳能电池的研究》文中研究指明染料敏化TiO_2纳米晶太阳能电池(NPC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。研究结果在半导体光电子学、纳米多孔材料和太阳能电池的应用等方面均具有重要的科学意义。本文通过NPC电池的组装、UV-Vis和XRD等表征、光电性能测试等,研究NPC电池的组装、结构、组成与电池光电性能的关系。 (1)本文以TiO_2粉体(P-25)为原料,加入水、分散剂和乳化剂后进行研磨,把所得到的溶胶涂敷在导电玻璃上成膜;TiO_2膜在400℃热处理0.5小时后,在染料RuL_2(SCN)_2乙醇溶液中浸泡24小时,得到TiO_2/染料电极。TiO_2/染料电极与对电极组装,在两者之间滴上电解质溶液,连接外电路,完成NPC电池的组装。 (2)系统地探讨了TiO_2膜的制备工艺条件—分散剂的量、乳化剂的量、研磨时间、热处理温度、保温时间以及TiO_2膜的厚度对NPC电池光电性能的影响。结果表明,当分散剂为0.15mL、乳化剂为0.10mL、研磨时间为1h、热处理温度为400℃、保温时间为0.5h和膜的厚度为11.4μm时,可获得光电性能较好的电池。 (3)系统地研究阴极的修饰。阴极经白金、镍和碳膜修饰后,NPC电池的光电性能得到很大改善。与未修饰的电极相比,电池的短路电流从0.91mA分别上升至8.12mA、5.23mA和5.23mA;开路电压从478mV分别变化为542mV、468mV和510mV;填充因子从0.09分别上升至0.47、0.15和0.23;电池的单色光光电转化率从7.59%分别上升至48.32%、41.19%和18.92%。 (4)研究外部光条件对电池性能的影响。在一定光强度范围内,NPC电池的开路电压和短路电流均随光强度增加而增加,但填充因子随光强度增加而减小。因而,在本文实验条件下,当模拟太阳光光强度为72.7mW/cm~2时,电池的性能较好,短路电流为8.12mA,开路电压为542mV,填充因子为0.47,电池的光电转换效率为0.95%。电池的单色光光电转化率在波长560nm处达到最大,为48.32%。太阳光(43.31mW/cm~2)下,电池的开路电压为575mV,短路电流为10.45mA,填充因子为0.36,光电转换效率为1.55%。

李凡生[9]2017年在《TiO_2形貌对染料敏化太阳能电池光电性能的影响》文中研究指明在阐述染料敏化TiO_2纳米晶太阳能电池的工作原理的基础上,对采用水热法制备出的TiO_2纳米颗粒、TiO_2微球以及TiO_2纳米杆,用扫描电子显微镜(SEM)对样品表面形貌进行表征,分析其优缺点。制备不同形貌的TiO_2光阳极,利用太阳能模拟器对的四种不同光阳极的染料敏化太阳能电池进行光电性能测试。结果表明:在同等光照条件下,采用复合叁层结构的光阳极制成染料敏化纳米晶太阳能电池光电性能最优。

武丽慧[10]2008年在《染料敏化太阳能电池光阳极的制备及其性能研究》文中指出太阳能是一种取之不尽,用之不竭的绿色能源。开发利用太阳能,被普遍认为是解决能源危机的可行办法。太阳能电池是直接将光能转换成电能的装置。长期以来,由于硅基太阳能电池成本太高,很难真正地达到替代常规能源,被更大规模的使用。染料敏化太阳能电池(DSSC)是一种新型的薄膜电池,以其成本低、制备工艺简单而受到世界各国研究者的广泛关注。本论文分别采用溶胶-凝胶法、静电纺丝法和分子自组装法制备了TiO_2和ZnO薄膜,并将其应用于DSSC,研究了太阳能电池的光电特性。采用溶胶-凝胶法制备了TiO_2和ZnO薄膜。从SEM图看到,两种薄膜颗粒均匀,为20nm左右。退火后TiO_2薄膜和ZnO薄膜分别为锐钛矿和纤锌矿结构。以TiO_2薄膜作为光阳极吸附自制的天然染料,经J-V测试发现转化效率较低。这是由于所制薄膜表面平整,孔隙率少造成的,同时,自制天然染料可吸收光的能量有限也可降低电池效率。采用静电纺丝法制备了TiO_2薄膜。为了改善薄膜与衬底的附着性,我们采用了在静电纺丝前驱体溶液中加入乙醇胺的方法,实验结果表明这一方法切实有效。由于所制备的是纳米颗粒,因此称该方法为电喷涂。所制备的薄膜由大小均匀的纳米颗粒组成,多孔性较好。实验发现通过改变乙醇胺的添加量可以较准确的控制纳米颗粒大小,且乙醇胺的加入量越大,纳米颗粒尺寸越大。不同的乙醇胺添加量和薄膜厚度对电池各个参数也会产生影响。厚度2μm的TiO_2薄膜制成的电池具有2.91%的转化率。该方法在制备DSSC光阳极时操作简单、晶粒尺寸可调、薄膜厚度可控,更适合于大规模生产,因此为染料敏化太阳能电池产业化提供可能。用分子自组装方法制备了球形ZnO,并且将其应用到染料敏化太阳能电池中。我们发现相比于溶胶-凝胶制备的ZnO薄膜,电池的转化效率有了很大的提高。分子自组装方法制备的ZnO有以下优点:1)球形ZnO增加了光在薄膜中的散射,从而使得光的吸收率大大提高,进而电池的效率得到提高;2)相比较溶胶-凝胶法制备的ZnO薄膜,球形ZnO具有更大的表面积,从而能够吸收更多地染料,使电池效率大大提高。

参考文献:

[1]. 染料敏化太阳能电池性能及电子传输研究[D]. 孙涛. 国防科学技术大学. 2006

[2]. 染料敏化TiO_2纳米晶太阳能电池的计算机模拟[D]. 刘喜哲. 吉林大学. 2004

[3]. TiO_2染料敏化太阳能电池和BaSnO_3纳米颗粒光电性质研究[D]. 张彦芳. 河南大学. 2008

[4]. EIS方法研究TiO_2薄膜光阳极界面电荷传输[D]. 刘佳. 黑龙江大学. 2007

[5]. 染料敏化太阳能电池光阳极的光电化学性质研究[D]. 刘润花. 内蒙古大学. 2011

[6]. 染料敏化TiO_2纳米晶多孔膜光电化学池的性质研究[D]. 潘凯. 吉林大学. 2006

[7]. 染料敏化纳米晶TiO_2多孔膜电极的制备及其性能研究[D]. 刘春平. 东南大学. 2006

[8]. 染料敏化TiO_2纳米晶太阳能电池的研究[D]. 范乐庆. 华侨大学. 2003

[9]. TiO_2形貌对染料敏化太阳能电池光电性能的影响[J]. 李凡生. 广西师范学院学报(自然科学版). 2017

[10]. 染料敏化太阳能电池光阳极的制备及其性能研究[D]. 武丽慧. 兰州大学. 2008

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染料敏化TiO2纳米晶太阳能电池的计算机模拟
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