【導(dǎo)讀】進(jìn)入21世紀(jì)的我們對(duì)電源的需求越來(lái)越高。太陽(yáng)能電池作為一種新能源,由于具。有廣泛性、清潔性、安全性等優(yōu)點(diǎn),因而被大家視為最理想的電池。前研究的熱點(diǎn)之一。本論文從染料敏化納米晶太陽(yáng)能電池陽(yáng)極的制備及其染料共敏化。方面進(jìn)行了研究。首選，本論文在總結(jié)染料敏化納米晶太陽(yáng)能電池工作原理、效率。通過(guò)改變制備TiO2的溶膠前驅(qū)液中表面活性劑的量、pH值以。膜的孔洞率，進(jìn)而達(dá)到增加染料吸附量的目的。同時(shí)，對(duì)所制備的納米晶TiO2粉體。在不同溫度下煅燒，確定了生成銳鈦礦型納米晶多孔TiO2導(dǎo)電薄膜的最佳煅燒溫度。其次，用Sol-Gel法制備了銳鈦礦晶型的納米晶多孔TiO2半導(dǎo)體電極。最后，以降低染料成本，提高光譜吸。與簡(jiǎn)單的制程設(shè)備，可有效的降低太陽(yáng)電池發(fā)電成本至所預(yù)測(cè)的U$。太陽(yáng)電池于是成為再生能源的主要研發(fā)方向之一。低廉，僅約傳統(tǒng)矽基材太陽(yáng)電池成本的1/5～1/10，此外，矽晶太陽(yáng)能電池在高溫時(shí)的。能源短缺與環(huán)境污染是目前人類(lèi)面臨的兩大問(wèn)題。

　　

【正文】 電流密度為 開(kāi)路電壓 ,填充因子 ,光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到 %。與不加有機(jī)小分子膠 凝劑的離子液體電解質(zhì)電池的性能一樣。這說(shuō)明在離子液體中加入有機(jī)小分子膠凝劑形成準(zhǔn)固態(tài)的電解質(zhì)，基本上不影響太陽(yáng)電池的性能。此類(lèi)電池除了具有制備過(guò)程較為簡(jiǎn)單，組分易于設(shè)計(jì)，電池的制備較為容易， 且凝膠化后對(duì)電池性能基本沒(méi)有影響等優(yōu)點(diǎn)以外，由于有機(jī)小分子膠凝劑的膠凝過(guò)程需要一定的時(shí)間，因此，此類(lèi)電解質(zhì)的固化過(guò)程可在電池內(nèi)部完成， 使得凝膠電解質(zhì)具有對(duì) TiO2膜的滲透性較好 , 體系較為穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn) ,具有較好的開(kāi)發(fā)應(yīng)用前景。 在離子液體聚合物膠凝劑中，偏氟乙烯和六氟丙烯的共聚物 (PVDFHFP)較 具有代表性。此類(lèi)聚合物在電解質(zhì)中形成網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu) , 離子液體填充于其中，達(dá)到固化電解質(zhì)的目的。 Wang等用 PVDFHFP 作為膠凝劑 ,膠凝低粘度的離子液體 MPII電解質(zhì) ,得到了以 Z907 為染料的離子液體基準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)電池。在一個(gè)太陽(yáng)下和電池有效面積為 時(shí) , 該電池的短路電流密度為 開(kāi)路電壓 ,填充因子 ,光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到 %。 此類(lèi)膠凝劑存在以下缺點(diǎn)： （ 1）由于高分子溶于電解質(zhì)后，粘度較高， 電解質(zhì)的灌注困難，造成電池制作難度增加。 （ 2）使用此類(lèi)膠凝劑會(huì)造成電池效率輕微下降。 但由于聚合物電解質(zhì)性能穩(wěn)定，且具有一定的彈性，可作為柔性 DSSC 用電解質(zhì)。目前對(duì)其性能及改性的研究較為活躍。 棗莊職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 第 五 章 論文的研究?jī)?nèi)容和目標(biāo) 本論文介紹了染料敏化納米晶太陽(yáng)能電池的發(fā)展歷程、結(jié)構(gòu)、工作、原理和影響其光電轉(zhuǎn)換效率的因素，可以看出，染料敏化納米晶太陽(yáng)能電池已成為研究的熱點(diǎn)，并取得可喜的成就，其發(fā)展?jié)摿Σ豢晒懒俊? 綜觀(guān)近期文獻(xiàn)報(bào)道，對(duì)染料敏化納米晶太陽(yáng)能電池應(yīng)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行研究： （１）納米材料制備：電子在納米晶傳輸過(guò)程中會(huì)與電子受體發(fā)生復(fù)合從而 引起電流損失，因此需要在探索電極微結(jié)構(gòu)與光電性質(zhì)的基礎(chǔ)上，尋找制備方法簡(jiǎn)單，性能優(yōu)異的 TiO2納米晶材料，以減少電子在傳輸過(guò)程中的損失。 （２）界面特性： TiO2與染料之間，染料敏化劑和電解質(zhì)之間， TiO2與導(dǎo)電玻璃之間等都存在界面問(wèn)題，因此需要對(duì)界面之間的電子注入和傳輸機(jī)理進(jìn)行研究。 （３）提高電池的開(kāi)路電壓：現(xiàn)在所制得染料敏化納米晶太陽(yáng)能電池的開(kāi)路電壓較低，一般都小于 1V ，提高開(kāi)路電壓將是今后研究的一個(gè)方向。 （４）染料：設(shè)計(jì)合成成本低，性能良好，能吸收大部分可見(jiàn)光敏化染料，從而提高染料敏化納米晶太 陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換效率。 （５）電解質(zhì)：目前使用的液態(tài)電解質(zhì)，由于存在一些問(wèn)題，使得全固態(tài)納米太陽(yáng)能電池成為一個(gè)重要的研究方向，以提高其穩(wěn)定性和使用壽命。 （６）大面積電池：要想使染料敏化納米晶太陽(yáng)電池走向?qū)嵱没彤a(chǎn)業(yè)化必須對(duì)大面積電池進(jìn)行研究。 本論文主要是對(duì) DSSC 進(jìn)行研究，以待提高其轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性。 我們通過(guò)在磁控得到的膜上再涂覆不同膜厚的納米晶膜 ,找到最佳的膜厚 ,并爭(zhēng)取得到一個(gè)較為穩(wěn)定的涂覆方法和環(huán)境 .以此再研究準(zhǔn)固態(tài)的高分子電解質(zhì)。使用倒相法制備這種準(zhǔn)固態(tài)的電解質(zhì)，是在高分子 PVDFHFP 體系中 摻雜不同比例 TiO2 的納米粒子，再吸附固化電解液，以待使整個(gè)電池體系性能穩(wěn)定并能達(dá)到較高的轉(zhuǎn)換效率 . 通過(guò)近年來(lái)對(duì)染料敏化納米晶太陽(yáng)電池的研究，其光電轉(zhuǎn)化效率已能穩(wěn)定在10 ％以上，壽命能達(dá) 15— 20 年，且其制造成本僅為硅太陽(yáng)能電池的 1／ 5— 1／ 10，可以預(yù)計(jì)其性?xún)r(jià)比的優(yōu)勢(shì)在未來(lái)工業(yè)化和商業(yè)化上將很快得到充分的體現(xiàn)，必將在太陽(yáng)電池領(lǐng)域占有一席之地，對(duì)它的研究將有利于緩解當(dāng)今世界的能源危機(jī)問(wèn)題，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本論文正是順應(yīng)太陽(yáng)能電池的最新發(fā)展趨勢(shì)，抓住 DSSC 電池存在的一些問(wèn)題，棗莊職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 通過(guò)改進(jìn)優(yōu)化實(shí) 驗(yàn)條件，使電池性能得到提高。 ，以磁控 TiO2 作為致密層，有效減小復(fù)合。再在磁控層上流延成型涂覆不同膜厚的納米晶 TiO2。發(fā)現(xiàn)隨著膜厚的增加，短路電流密度 Jsc 增加，開(kāi)路電壓 Voc 減小，轉(zhuǎn)換效率η增加，填充因子 FF也增加。在膜厚為 ?m 時(shí)，轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了 ％。 DSSC 的性能更加穩(wěn)定，研究了一種用倒相法制備的 PVDFHFP 體系的固態(tài)電解質(zhì)。并在體系中加入不同比例的納米 TiO2粒子。發(fā)現(xiàn)在 PVDFHFP/TiO2=10:3，聚合膜的表面形貌均一，孔徑大小適合， 更好的吸附電解液，有效減小電池的內(nèi)阻。提高電池的短路電流和轉(zhuǎn)換效率。 總之，染料敏化納米晶太陽(yáng)能電池具有低成本、壽命長(zhǎng)、高效率、大規(guī)模生產(chǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和易于制造等眾多優(yōu)點(diǎn)，我們相信，隨著技術(shù)的發(fā)展，這種太陽(yáng)能電池將會(huì)有著十分廣闊的應(yīng)用前景。 棗莊職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 致 謝 當(dāng)我寫(xiě)完這篇畢業(yè)論文的時(shí)候，有一種如釋重負(fù)的感覺(jué)，在經(jīng)歷了找工作的焦灼、寫(xiě)論文的煎熬之后，感覺(jué)好像一切都?jí)m埃落定，想起了那句傷感的歌詞： “Time to say goodbye.” 即將給自己的學(xué)生時(shí)代和校園生活劃上一個(gè)分號(hào)，之所以說(shuō)它是 分號(hào)，是因?yàn)槲覍?duì)無(wú)憂(yōu)無(wú)慮的學(xué)生生活還有無(wú)比的懷念，對(duì)單純美好的校園生活還有無(wú)比的向往。這只是我生命中的一個(gè)路口，并不是終點(diǎn)，我始終相信青春不會(huì)散場(chǎng)。 三 年的讀書(shū)生活在這個(gè)季節(jié)即將劃上一個(gè)句號(hào)。 三 年的求學(xué)生涯在師長(zhǎng)、親友的大力支持下，走得辛苦卻也收獲滿(mǎn)囊，在論文即將付梓之際，思緒萬(wàn)千，心情久久不能平靜。 偉人、名人為我所崇拜。我不是最出色的學(xué)生， 但是 我 感謝我 最尊敬的老師 們 。 你們 治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)識(shí)淵博，思想深邃，視野雄闊，為我營(yíng)造了一種良好的精神氛圍。授人以魚(yú)不如授人以漁，置身其間，耳濡目染，潛移默化，使我不僅接受 了全新的思想觀(guān)念，樹(shù)立了宏偉的學(xué)術(shù)目標(biāo)，領(lǐng)會(huì)了基本的思考方式。 我還要 感謝我的爸爸媽媽?zhuān)傻弥X草，言樹(shù)之背，養(yǎng)育之恩，無(wú)以回報(bào)，你們永遠(yuǎn)健康快樂(lè)是我最大的心愿。在論文即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開(kāi)始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯謝意！ 同時(shí)也感謝學(xué)院為我提供良好的做畢業(yè)設(shè)計(jì)的環(huán)境。 最后再一次感謝所有在畢業(yè)設(shè)計(jì)中曾經(jīng)幫助過(guò)我的良師益友和同學(xué)，以及在設(shè)計(jì)中被我引用或參考的論著的作者。 棗莊職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 參考文獻(xiàn) [1] 孔凡太 。戴松元 。染料敏化太陽(yáng)電池研究進(jìn)展 [J]。化學(xué)進(jìn)展 。20xx 年 11 期 [2] 安洪力 。薛勃飛 。李冬梅 。孟慶波 。郭林 。新一代固態(tài)納晶染料敏化太陽(yáng)能電池電解質(zhì)研究進(jìn)展 [J]。自然科學(xué)進(jìn)展 。20xx 年 06 期 [3] 曹怡，張建成 .光化學(xué)技術(shù) .北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 20xx： 127－ 128 [4] 張金龍，陳峰，何斌 .光催化 .上海：華東理工大學(xué)出版社， 20xx： 8485 [5] 何宇亮 。王樹(shù)娟 。曹澤淳 。王權(quán) 。硅薄膜型太陽(yáng)能電池的研究進(jìn)展 [A]?？稍偕茉匆?guī)?；l(fā)展國(guó)際研討會(huì)暨第三屆泛長(zhǎng)三角能源科技論壇論文集 [C]。20xx 年 [6] 林 永生 , 吳振奕 , 詹夢(mèng)熊等 . 球烯配合物的研究進(jìn)展 . 化學(xué)通報(bào) , 1996, (9):5～ 9 [7] 陳健 , 黃祖恩 , 蔡瑞芳 . 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