tiowo3复合光阳极的制备及染料敏化太阳能电池性能研究

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1、万方数据中图分类号—064—9．4UDC540硕士学位论文学校代码密级10533Ti02／W03复合光阳极的制备及染料敏化太阳能电池性能研究ThePreparationofTi02／W03CompositePhotoanodeandPerformanceInvestigationofDye-·sensitizedSolarCells作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：胡海诗冶金工程冶金物理化学化学化工学院陈启元教授论文答辩日期上鲨笠斗答辩委员会主席中南大学2014年5月甜。7V厶勺!(／万方数据学位论文原创性声明本人郑重声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研

2、究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均己在论文中作了明确的说明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。作者签名：童量盗盗日期：盟年三月卫日学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版；本人允许本学位论文被查阅和借阅；学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用

3、复印、缩印或其它手段保存和汇编本学位论文。保密论文待解密后适应本声明。作者签名：生日渔盗导师签名日期：二殴年—皇月三生日万方数据摘要Ti02／W03复合光阳极的制备及染料敏化太阳能电池性能研究摘要：染料敏化太阳能电池(DSSC)制作工艺简单，价格低廉，具有潜在的高光电转换效率，成为太阳能电池领域研究的热点。半导体薄膜是影响DSSC性能的关键材料之一，改善薄膜材料对提高DSSC效率意义重大。Ti02因其低成本、性能稳定，是目前研究得最多的半导体薄膜材料，但其电子易复合限制了电池性能进一步提升。为解决这一问题，探索提高DSSC光电性能的新途径与方法，本文利用电子传输性能优良的半导体W03和电

4、子受体磷钨酸(PTA)与Ti02复合，以减少Ti02光阳极电子的复合，有效改善电子传输性能，从而提高电池光电转换效率。本文分别采用溶液法和溶胶凝胶法制备了W03颗粒和PTA．Ti02复合颗粒(PT)，再将所制备的产物以一定Lt',N与P25、去离子水、分散剂、乳化剂、造孔剂等配制成Ti02混合浆料，利用简单的刮涂法分别成功制备出W03／Ti02、PTA／W03／Ti02复合薄膜电极。利用X一射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)、傅里变换叶红外光谱(FT-IR)、X一射线能谱分析(XPS)以及紫外．可见(WⅥs)吸收光谱进行表征分析。结果表明PTA与Ti02成功

5、复合，所制备的PT颗粒以锐钛矿型为主，粒径8～12nn3；所制备的WO，属于单斜晶相，粒径35～50nm。W03与PT的引入，对Ti02薄膜电极的主要晶型并无影响，而且几乎不影响薄膜的光吸收性能。在上述基础上，用复合Ti02薄膜电极吸附N719染料作为工作电极，I，‘／I‘氧化还原对为电解质，铂电极为对电极，组装成染料敏化太阳能电池，通过^y曲线、单色光光电转换效率(IPCE)、交流阻抗(EIS)的测试来研究复合对电池性能的影响。研究表明，WO，、PTA能有效降低薄膜电极内部传输电阻，减少光生电子的复合，提高光电转换效率。W03／Ti02复合薄膜电极所组装的电池，性能最佳达到％c=O．6

6、2mV，Js。=12．10mA／cm2，1／=4．65％。PTA／W03／,Ti02复合薄膜电极所组装的电池效率得到进一步提高，最高效率达到了4．94％，相比纯P25薄膜电极提高了39．5％。关键词二氧化钛；三氧化钨；磷钨酸；多孔薄膜光阳极；染料敏化太阳台皂电池分类号：万方数据中南大学硕士学位论文ABSTRACTThePreparationofTi02／W03CompositePhotoanodeandPerformanceInvestigationofDye—sensitizedSolarCellsAbstract：Dye—sensitizedsolarcell(DSSC)hasdra

7、wnmuchattentiononaccountofitslowcost，simplefabricationprocessandpotentialityofhighefficiency．ThesemiconductorfilminphotoanodeisvitalforthephotoelectricpropertiesofDSSC，SOit’Simportanttoimproveit．TiOzisthemost—studiedse