致谢 | 第9-10页 |
摘要 | 第10-12页 |
ABSTRACT | 第12-14页 |
第一章 绪论 | 第23-50页 |
1.1 太阳能电池以及薄膜太阳能电池的分类 | 第25-26页 |
1.1.1 硅系列太阳能电池 | 第25-26页 |
1.1.1.1 单晶硅薄膜太阳能电池 | 第25页 |
1.1.1.2 多晶硅薄膜太阳能电池 | 第25-26页 |
1.1.1.3 非晶硅薄膜太阳能电池 | 第26页 |
1.1.2 化合物半导体薄膜太阳能电池 | 第26页 |
1.1.3 染料敏化太阳能电池 | 第26页 |
1.1.4 有坑聚合物太阳能电池 | 第26页 |
1.2 太阳能电池的组件及其构造 | 第26-27页 |
1.3 染料敏化太阳能电池的基本结构和工作原理 | 第27-31页 |
1.3.1 染料敏化太阳能电池的基本结构 | 第27-28页 |
1.3.2 染料敏化太阳能电池的工作原理 | 第28-30页 |
1.3.3 染料敏化太阳能电池的光电转换性能评价参数 | 第30-31页 |
1.4 染料敏化太阳能电池主要组成部分的性质和作用 | 第31-32页 |
1.4.1 光阳极(photoanode) | 第31-32页 |
1.4.2 对电极(CEs) | 第32页 |
1.4.3 染料敏化剂(Dye) | 第32页 |
1.4.4 电解液(electrolyte) | 第32页 |
1.5 染料敏化太阳能电池电池各组成部分的研究进展 | 第32-47页 |
1.5.1 光阳极的研究进展 | 第33-40页 |
1.5.2 对电极的研究进展 | 第40-43页 |
1.5.3 染料敏化剂的研究现状 | 第43-46页 |
1.5.4 电解液的研究进展 | 第46页 |
1.5.5 存在的问题和展望 | 第46-47页 |
1.6 染料敏化太阳能电池的应用 | 第47-48页 |
1.7 本文研究的主要内容 | 第48-50页 |
第二章 染料敏化太阳能电池的制备方法与测试 | 第50-65页 |
2.1 二氧化钛纳米多孔薄膜光阳极的制备 | 第50-54页 |
2.1.1 浆料的制备 | 第50-51页 |
2.1.2 FTO导电基底的准备 | 第51-52页 |
2.1.3 四氯化钛的前处理 | 第52页 |
2.1.4 印膜 | 第52-53页 |
2.1.5 四氯化钛后处理 | 第53-54页 |
2.1.6 染料的浸泡 | 第54页 |
2.2 电解液的配制 | 第54页 |
2.3 对电极的制备 | 第54-55页 |
2.4 电池的组装 | 第55-56页 |
2.5 染料敏化太阳能电池的性能测试方法及原理 | 第56-58页 |
2.5.1 输出特性(J-V)测试 | 第56-57页 |
2.5.2 单色光光子-电子转换效率测试 | 第57页 |
2.5.3 暗电流测试 | 第57-58页 |
2.6 实验试剂和仪器 | 第58-62页 |
2.6.1 实验试剂 | 第58-61页 |
2.6.2 实验设备 | 第61-62页 |
2.7 材料表征与测试方法 | 第62-65页 |
2.7.1 X-射线衍射XRD | 第62页 |
2.7.2 扫描电镜SEM | 第62-63页 |
2.7.3 透射电镜TEM | 第63页 |
2.7.4 紫外-可见吸收光谱(LV-VIS SPECTRA) | 第63-65页 |
第三章 两种典型的纳米晶染料敏化太阳能电池 | 第65-73页 |
3.1 P25和10纳米的二氧化钛纳米晶染料敏化太阳能电池 | 第65-70页 |
3.1.1 P25光阳极的电池 | 第65-67页 |
3.1.2 10纳米的二氧化钛光阳极的电池 | 第67-70页 |
3.2 单分散的氧化锡纳米晶染料敏化太阳能电池 | 第70-72页 |
3.2.1 ~20纳米的氧化锡的制备 | 第70-71页 |
3.2.2 氧化锡纳米晶光阳极电池的制备 | 第71页 |
3.2.3 氧化锡纳米晶材料的TEM表征 | 第71页 |
3.2.4 氧化锡纳米晶光阳极电池性能测试 | 第71-72页 |
3.3 分析与讨论 | 第72页 |
3.4 本章小结 | 第72-73页 |
第四章 用Hot-bubbling方法合成的3.5纳米的SnO_2的复合材料在染料敏化太阳能电池中的应用 | 第73-89页 |
4.1 试剂与仪器 | 第74页 |
4.2 3.4纳米的氧化锡的热-气泡法(Hot-bubbling method)的合成及表征 | 第74-77页 |
4.2.1 3.4纳米的氧化锡的Hot-bubbling method合成 | 第74-75页 |
4.2.2 3.4纳米的氧化锡的XRD、TEM表征 | 第75-77页 |
4.3 基于3.4纳米的氧化锡的SnO_2/TiO_2复合材料电池的制备 | 第77-78页 |
4.3.1 基于3.4纳米的氧化锡的SnO_2/TiO_2复合材料浆料的制备 | 第77页 |
4.3.2 基于3.4纳米的氧化锡的SnO_2/TiO_2复合材料光阳极的制备 | 第77-78页 |
4.3.3 基于3.4纳米的氧化锡电池的组装 | 第78页 |
4.3.4 基于20nm氧化锡的SnO_2/TiO_2的复合材料和P25光阳极及其电池的制备 | 第78页 |
4.4 表征仪器与设备 | 第78页 |
4.5 结果与讨论 | 第78-87页 |
4.5.1 场发射扫描电子显微镜(SEM)分析 | 第79-80页 |
4.5.2 透射电子显微镜(TEM)和高分辨率的透射电镜(HRTEM)分析 | 第80页 |
4.5.3 XRD分析 | 第80-81页 |
4.5.4 紫外可见吸收光谱UV-vis分析 | 第81页 |
4.5.5 四探针法电阻率和霍尔效应测试 | 第81-82页 |
4.5.6 N_2吸附-脱附等温线分析 | 第82页 |
4.5.7 J-V曲线分析 | 第82-83页 |
4.5.8 电化学交流阻抗(EIS)分析 | 第83-85页 |
4.5.9 调制光电压和光电流光谱(IMPS和IMVS)分析 | 第85-87页 |
4.6 本章小结 | 第87-89页 |
第五章 CNTS以及PDDA/CNTS复合材料对电极的染料敏化太阳能电池 | 第89-109页 |
5.1 引言 | 第89-91页 |
5.2 CNTs以及PDDA/CNTs复合材料对电极的研究 | 第91-95页 |
5.2.1 材料 | 第91页 |
5.2.2 CNTs以及PDDA/CNTs复合材料以及Pt对电极的制备 | 第91-94页 |
5.2.3 光阳极的制备 | 第94页 |
5.2.4 电池的封装 | 第94-95页 |
5.3 表征仪器与设备 | 第95-96页 |
5.3.1 CNTs分散性的表征 | 第95页 |
5.3.2 CNTs以及PDDA/CNTs复合材料的结构表征 | 第95页 |
5.3.3 电池的J-V特性曲线测试 | 第95-96页 |
5.3.4 电池的CV和EIS测试 | 第96页 |
5.4 材料分析与讨论 | 第96-101页 |
5.4.1 ZETA(ζ)电势的测试结果与分析 | 第96-98页 |
5.4.2 TG和DSC测试结果与分析 | 第98页 |
5.4.3 XPS测试结果与分析 | 第98-99页 |
5.4.4 Raman谱和FTIR谱测试结果与分析 | 第99-100页 |
5.4.5 SEM和TEM测试结果与分析 | 第100-101页 |
5.5 不同材料的对电极电化学性能以及电池性能测试与分析 | 第101-104页 |
5.5.1 J-V和IPCE光伏特性研究 | 第101-103页 |
5.5.2 循环伏安(CV)测试 | 第103-104页 |
5.5.3 EIS测试 | 第104页 |
5.7 基于不同质量百分比PDDA/CNTs对电极的电池的光伏性能 | 第104-105页 |
5.8 基于不同厚度的CNTs,PDDA/CNTs对电极组装的电池的光伏性能 | 第105-106页 |
5.9 基于滴加法和旋涂法两种不同镀膜方法得到的PDDA/CNTs对电极电池的光伏性能 | 第106-107页 |
5.10 本章小结 | 第107-109页 |
第六章 总结与展望 | 第109-111页 |
6.1 主要结论 | 第109-110页 |
6.2 展望 | 第110-111页 |
参考文献 | 第111-125页 |
攻读博士学位期间发表的论文 | 第125-127页 |
参与的课题 | 第127页 |