滤纸模板法制备SnO2及其在DSSC中的应用.doc

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1、毕业设计（论文）题目：滤纸模板法制备SnO2及其在DSSC中的应用　　华侨大学教务处印制2013年6月目录ABSTRACTⅠ摘要Ⅰ第一章前言11.1染料敏化太阳能电概述11.2SnO2作为光阳极材料在DSSC中的应用31.3生物模板法制备微纳米材料4第二章实验部分62.1实验药品62.2实验仪器62.3实验方法72.3.1滤纸模板法制备SnO272.3.2SnO2光阳极薄膜的制备72.3.3电池组装及其性能测试7第三章结果与讨论83.1物相分析83.2形貌表征93.3光电性能测试11第四章结论13第五章参考文献14致谢17ABSTRACTWithcrystallizationSn

2、Cl4asrawmaterial,usingfilterpaperastemplate,SnO2nanomaterialispreparedbyimpregnatingandcalcinatingunderthedifferentconcentrationofSnCl4.ByusingXraydiffraction(XRD)andTransmissionelectronmicroscopy(TEM),wecharacterizethecompositionandmicrostructureofthesesamples.Theresultsshowthat:thepreparedp

3、roductshavehighpurityandcanreplicatetheoriginalfilterpapertemplatewellinthemicrolevel,atthesametime,agoodresultisachievedwhenweapplyitintotheDSSC.KeyWords:SnO2；DSSC；filterpapertemplate；photoelectricconversion摘要以结晶SnCl４为原料，采用滤纸模板法，通过浸渍和煅烧，制备得到不同浓度下的SnO2光阳极薄膜并将其应用于染料敏化太阳能电池（DSSC）中。采用Ｘ射线衍射仪（ＸＲＤ）

4、和透射电子显微镜(TEM)表征样品的相组成和微观结构。结果表明：模板法所制得的产物纯度很高，且很好地复制了原模板的形貌，同时，通过高温烧结而得的纳米SnO2材料，应用到DSSC中，取得了不错的效果。关键词：二氧化锡；DSSC；滤纸模板法；光电转换1前言1.1染料敏化太阳能电池概述目前，资源枯竭已日益成为人类不得不面对的重大问题，因此，开发新能源也越来越受到广泛重视和研究。作为新能源的太阳能是一种取之不尽、用之不竭的无污染能源，它的开发利用受到了特别的关注。尤其是太阳能电池，成为科学界炙手可热的话题。自上世纪50年代第一块具有实际意义的太阳能电池发明以来，太阳能电池迅速发展，表现出

5、巨大的产业化应用前景。太阳能电池的主要种类有硅电池和化合物半导体电池，但是由于受到材料及制备工艺等各方面因素的限制，太阳能电池的有效转换效率较低。（见表1）表1太阳能电池的种类及性能参数【1】目前发展最成熟的太阳能电池是太阳能硅电池，单晶硅太阳能电池的效率已达到25%以上[2]，由于它对材料的纯度要求高、制作工艺复杂、成本昂贵，这很大程度上限制了它的广泛应用。1991年，瑞士洛桑高等工业学院的Gratzel教授及其小组以多孔纳米TiO2膜作为半导体膜，过渡金属钌及锇等有机金属复合物作为敏化染料，I－/I3－有机氧化还原电解质体系，铂修饰对电极，制备出了染料敏化太阳能电池（dye-

6、sensitizedsolarcells），其光电转化效率为7.1%[3]。DSSC以其简单的制作工艺、相对高的光电转化效率、低廉的制作成本等优点迅速成为广大科学家及科学工作者的研究热点与重点。典型的染料敏化太阳能电池(DSSC)是由镀有透明导电膜的导电基片，染料敏化的多孔纳米晶半导体薄膜、含氧化还原电对的电解质及对电极组成的夹层结构。其基本工作原理如图1所示：当太阳光照射在染料敏化太阳能电池上，只要其能量等于染料分子特征吸收波长时，染料分子(Dye)中基态电子S就会被激发为S*，激发态染料分子将电子注入到纳米多孔半导体的导带中，注入到导带中的电子迅速富集到导电玻璃面上，传向外电

7、路，并最终回到对电极上。而由于染料的氧化还原电位高于氧化还原电解质电对的电位，这时处于氧化态的染料分子能够氧化电解质中的电子给体，自身恢复为还原态，然后氧化态的电解质扩散到对电极上得到电子再生，如此循环，即产生电流。电池的最大电压由氧化物半导体的费米能级和氧化还原电解质电对的电位决定。【4-5】图1染料敏化太阳能电池工作原理示意图DSSC虽具有理论转换效率，制备工艺简单，透明性高，对温度和入射光角度依赖小，成本低(仅为硅系太阳能电池的1/5以下)等众多优点，但由于这种新型太阳能电