卟啉敏化太阳能电池染料制备及敏化工艺研究
| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5页 |
| 第一章 绪论 | 第12-30页 |
| 1.1 引言 | 第12-13页 |
| 1.1.1 太阳能概述 | 第12页 |
| 1.1.2 太阳能电池的原理 | 第12-13页 |
| 1.1.3 染料敏化太阳能电池 | 第13页 |
| 1.2 染料敏化太阳能电池的结构 | 第13-18页 |
| 1.2.1 导电衬底 | 第14页 |
| 1.2.2 纳米晶半导体薄膜 | 第14-16页 |
| 1.2.2.1 致密层薄膜 | 第14-15页 |
| 1.2.2.2 多孔层薄膜 | 第15-16页 |
| 1.2.3 染料敏化剂 | 第16-17页 |
| 1.2.4 电解质 | 第17-18页 |
| 1.2.5 对电极 | 第18页 |
| 1.3 染料敏化太阳能电池的工作原理 | 第18-20页 |
| 1.4 染料敏化太阳能电池的技术评价指标 | 第20-21页 |
| 1.4.1 短路电流密度 | 第20页 |
| 1.4.2 开路电压 | 第20页 |
| 1.4.3 填充因子 | 第20页 |
| 1.4.4 入射单色光子-电子转换效率 | 第20-21页 |
| 1.4.5 光电转换效率和电流-电压曲线 | 第21页 |
| 1.5 染料敏化太阳能电池的染料敏化剂 | 第21-29页 |
| 1.5.1 金属有机染料敏化剂 | 第22-26页 |
| 1.5.1.1 钌基联吡啶配合物 | 第22-24页 |
| 1.5.1.2 卟啉类配合物 | 第24-25页 |
| 1.5.1.3 酞菁类配合物 | 第25-26页 |
| 1.5.2 非金属有机染料敏化剂 | 第26-28页 |
| 1.5.2.1 天然染料 | 第26-27页 |
| 1.5.2.2 合成染料 | 第27-28页 |
| 1.5.3 无机半导体染料敏化剂 | 第28-29页 |
| 1.6 本论文的研究内容 | 第29-30页 |
| 第二章 实验部分 | 第30-40页 |
| 2.1 主要实验试剂 | 第30-31页 |
| 2.2 主要实验仪器 | 第31-32页 |
| 2.3 实验方法 | 第32-40页 |
| 2.3.1 本论文的实验框架 | 第32-33页 |
| 2.3.2 制备手段 | 第33-35页 |
| 2.3.2.1 制备四苯基卟啉的装置 | 第33页 |
| 2.3.2.2 制备TiO_2致密层薄膜的设备 | 第33-34页 |
| 2.3.2.3 制备TiO_2多孔层薄膜的设备 | 第34-35页 |
| 2.3.2.4 静电雾化喷镀装置 | 第35页 |
| 2.3.3 表征与测试方法 | 第35-40页 |
| 2.3.3.1 傅立叶变换红外光谱仪 | 第35-36页 |
| 2.3.3.2 核磁共振波谱仪 | 第36页 |
| 2.3.3.3 元素分析仪 | 第36页 |
| 2.3.3.4 X射线衍射仪 | 第36页 |
| 2.3.3.5 扫描电子显微镜 | 第36-37页 |
| 2.3.3.6 紫外可见分光光度计 | 第37页 |
| 2.3.3.7 荧光分光光度计 | 第37-38页 |
| 2.3.3.8 器件光电性能测试 | 第38-40页 |
| 第三章 卟啉染料的制备与表征 | 第40-50页 |
| 3.1 引言 | 第40页 |
| 3.2 卟啉染料的制备 | 第40-41页 |
| 3.2.1 卟啉染料的合成路线 | 第40页 |
| 3.2.2 卟啉染料的制备过程 | 第40-41页 |
| 3.2.3 卟啉染料的产率计算 | 第41页 |
| 3.3 卟啉染料产率的实验研究 | 第41-43页 |
| 3.3.1 催化剂种类对卟啉染料产率的影响 | 第41-42页 |
| 3.3.2 催化剂用量对卟啉染料产率的影响 | 第42页 |
| 3.3.3 反应时间对卟啉染料产率的影响 | 第42-43页 |
| 3.4 卟啉染料的表征 | 第43-48页 |
| 3.4.1 卟啉染料的结构分析 | 第43-45页 |
| 3.4.1.1 卟啉染料的红外光谱测试与分析 | 第43-45页 |
| 3.4.1.2 卟啉染料的核磁共振波谱测试与分析 | 第45页 |
| 3.4.2 卟啉染料的元素分析 | 第45-46页 |
| 3.4.3 卟啉染料的光学性能分析 | 第46-48页 |
| 3.4.3.1 卟啉染料的紫外可见光谱测试与分析 | 第46-47页 |
| 3.4.3.2 卟啉染料的荧光光谱测试与分析 | 第47-48页 |
| 3.5 本章小结 | 第48-50页 |
| 第四章 卟啉染料敏化太阳能电池的制备与表征 | 第50-62页 |
| 4.1 引言 | 第50页 |
| 4.2 染料敏化太阳能电池的制备 | 第50-52页 |
| 4.2.1 导电玻璃的清洗 | 第50页 |
| 4.2.2 二氧化钛致密层的制备 | 第50-51页 |
| 4.2.3 二氧化钛多孔层的制备 | 第51页 |
| 4.2.4 铂对电极的制备 | 第51页 |
| 4.2.5 电解质的配置 | 第51-52页 |
| 4.2.6 电池的组装 | 第52页 |
| 4.3 结果与讨论 | 第52-60页 |
| 4.3.1 物相分析 | 第52-53页 |
| 4.3.2 微观形貌观察 | 第53-55页 |
| 4.3.2.1 二氧化钛致密层薄膜的微观形貌观察 | 第53页 |
| 4.3.2.2 二氧化钛多孔层薄膜的微观形貌观察 | 第53-54页 |
| 4.3.2.3 铂对电极的微观形貌观察 | 第54-55页 |
| 4.3.3 电池的光电性能测试与分析 | 第55-60页 |
| 4.3.3.1 不同溶剂对电池性能的影响 | 第55-57页 |
| 4.3.3.2 染料浓度对电池性能的影响 | 第57-59页 |
| 4.3.3.3 静电喷镀工艺对电池性能的影响 | 第59-60页 |
| 4.4 本章小结 | 第60-62页 |
| 第五章 结论 | 第62-64页 |
| 参考文献 | 第64-70页 |
| 作者简介 | 第70页 |
| 作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文 | 第70-72页 |
| 致谢 | 第72-73页 |
