【導讀】進入21世紀的我們對電源的需求越來越高。太陽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,因而被大家視為最理想的電池。前研究的熱點之一。本論文從染料敏化納米晶太陽能電池陽極的制備及其染料共敏化。方面進行了研究。首選，本論文在總結(jié)染料敏化納米晶太陽能電池工作原理、效率。通過改變制備TiO2的溶膠前驅(qū)液中表面活性劑的量、pH值以。膜的孔洞率，進而達到增加染料吸附量的目的。同時，對所制備的納米晶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半導體電極。最后，以降低染料成本，提高光譜吸。與簡單的制程設備，可有效的降低太陽電池發(fā)電成本至所預測的U$。太陽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)矽基材太陽電池成本的1/5～1/10，此外，矽晶太陽能電池在高溫時的。能源短缺與環(huán)境污染是目前人類面臨的兩大問題。

　　

【正文】 電流密度為 開路電壓 ,填充因子 ,光電轉(zhuǎn)換效率達到 %。與不加有機小分子膠 凝劑的離子液體電解質(zhì)電池的性能一樣。這說明在離子液體中加入有機小分子膠凝劑形成準固態(tài)的電解質(zhì)，基本上不影響太陽電池的性能。此類電池除了具有制備過程較為簡單，組分易于設計，電池的制備較為容易， 且凝膠化后對電池性能基本沒有影響等優(yōu)點以外，由于有機小分子膠凝劑的膠凝過程需要一定的時間，因此，此類電解質(zhì)的固化過程可在電池內(nèi)部完成， 使得凝膠電解質(zhì)具有對 TiO2膜的滲透性較好 , 體系較為穩(wěn)定等優(yōu)點 ,具有較好的開發(fā)應用前景。 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。此類聚合物在電解質(zhì)中形成網(wǎng)絡狀結(jié)構 , 離子液體填充于其中，達到固化電解質(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固態(tài)電解質(zhì)電池。在一個太陽下和電池有效面積為 時 , 該電池的短路電流密度為 開路電壓 ,填充因子 ,光電轉(zhuǎn)換效率達到 %。 此類膠凝劑存在以下缺點： （ 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）使用此類膠凝劑會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)。目前對其性能及改性的研究較為活躍。 棗莊職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 19 第 五 章 論文的研究內(nèi)容和目標 本論文介紹了染料敏化納米晶太陽能電池的發(fā)展歷程、結(jié)構、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能電池已成為研究的熱點，并取得可喜的成就，其發(fā)展?jié)摿Σ豢晒懒俊? 綜觀近期文獻報道，對染料敏化納米晶太陽能電池應從以下幾個方面進行研究： （１）納米材料制備：電子在納米晶傳輸過程中會與電子受體發(fā)生復合從而 引起電流損失，因此需要在探索電極微結(jié)構與光電性質(zhì)的基礎上，尋找制備方法簡單，性能優(yōu)異的 TiO2納米晶材料，以減少電子在傳輸過程中的損失。 （２）界面特性： TiO2與染料之間，染料敏化劑和電解質(zhì)之間， TiO2與導電玻璃之間等都存在界面問題，因此需要對界面之間的電子注入和傳輸機理進行研究。 （３）提高電池的開路電壓：現(xiàn)在所制得染料敏化納米晶太陽能電池的開路電壓較低，一般都小于 1V ，提高開路電壓將是今后研究的一個方向。 （４）染料：設計合成成本低，性能良好，能吸收大部分可見光敏化染料，從而提高染料敏化納米晶太 陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率。 （５）電解質(zhì)：目前使用的液態(tài)電解質(zhì)，由于存在一些問題，使得全固態(tài)納米太陽能電池成為一個重要的研究方向，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電池走向?qū)嵱没彤a(chǎn)業(yè)化必須對大面積電池進行研究。 本論文主要是對 DSSC 進行研究，以待提高其轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性。 我們通過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 ,并爭取得到一個較為穩(wěn)定的涂覆方法和環(huán)境 .以此再研究準固態(tài)的高分子電解質(zhì)。使用倒相法制備這種準固態(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，以待使整個電池體系性能穩(wěn)定并能達到較高的轉(zhuǎn)換效率 . 通過近年來對染料敏化納米晶太陽電池的研究，其光電轉(zhuǎn)化效率已能穩(wěn)定在10 ％以上，壽命能達 15— 20 年，且其制造成本僅為硅太陽能電池的 1／ 5— 1／ 10，可以預計其性價比的優(yōu)勢在未來工業(yè)化和商業(yè)化上將很快得到充分的體現(xiàn)，必將在太陽電池領域占有一席之地，對它的研究將有利于緩解當今世界的能源危機問題，具有非常重要的現(xiàn)實意義。 本論文正是順應太陽能電池的最新發(fā)展趨勢，抓住 DSSC 電池存在的一些問題，棗莊職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 20 通過改進優(yōu)化實 驗條件，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，轉(zhuǎn)換效率達到了 ％。 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能電池具有低成本、壽命長、高效率、大規(guī)模生產(chǎn)結(jié)構簡單和易于制造等眾多優(yōu)點，我們相信，隨著技術的發(fā)展，這種太陽能電池將會有著十分廣闊的應用前景。 棗莊職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 21 致 謝 當我寫完這篇畢業(yè)論文的時候，有一種如釋重負的感覺，在經(jīng)歷了找工作的焦灼、寫論文的煎熬之后，感覺好像一切都塵埃落定，想起了那句傷感的歌詞： “Time to say goodbye.” 即將給自己的學生時代和校園生活劃上一個分號，之所以說它是 分號，是因為我對無憂無慮的學生生活還有無比的懷念，對單純美好的校園生活還有無比的向往。這只是我生命中的一個路口，并不是終點，我始終相信青春不會散場。 三 年的讀書生活在這個季節(jié)即將劃上一個句號。 三 年的求學生涯在師長、親友的大力支持下，走得辛苦卻也收獲滿囊，在論文即將付梓之際，思緒萬千，心情久久不能平靜。 偉人、名人為我所崇拜。我不是最出色的學生， 但是 我 感謝我 最尊敬的老師 們 。 你們 治學嚴謹，學識淵博，思想深邃，視野雄闊，為我營造了一種良好的精神氛圍。授人以魚不如授人以漁，置身其間，耳濡目染，潛移默化，使我不僅接受 了全新的思想觀念，樹立了宏偉的學術目標，領會了基本的思考方式。 我還要 感謝我的爸爸媽媽，焉得諼草，言樹之背，養(yǎng)育之恩，無以回報，你們永遠健康快樂是我最大的心愿。在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯謝意！ 同時也感謝學院為我提供良好的做畢業(yè)設計的環(huán)境。 最后再一次感謝所有在畢業(yè)設計中曾經(jīng)幫助過我的良師益友和同學，以及在設計中被我引用或參考的論著的作者。 棗莊職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 22 參考文獻 [1] 孔凡太 。戴松元 。染料敏化太陽電池研究進展 [J]?；瘜W進展 。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)納晶染料敏化太陽能電池電解質(zhì)研究進展 [J]。自然科學進展 。20xx 年 06 期 [3] 曹怡，張建成 .光化學技術 .北京：化學工業(yè)出版社， 20xx： 127－ 128 [4] 張金龍，陳峰，何斌 .光催化 .上海：華東理工大學出版社， 20xx： 8485 [5] 何宇亮 。王樹娟 。曹澤淳 。王權 。硅薄膜型太陽能電池的研究進展 [A]?？稍偕茉匆?guī)?；l(fā)展國際研討會暨第三屆泛長三角能源科技論壇論文集 [C]。20xx 年 [6] 林 永生 , 吳振奕 , 詹夢熊等 . 球烯配合物的研究進展 . 化學通報 , 1996, (9):5～ 9 [7] 陳健 , 黃祖恩 , 蔡瑞芳 . C60鈀 (0)金屬有機化合物的合成 . 科學通報 , 1994, (7): 671 棗莊職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 23 畢業(yè)論文（設計）成績 評定 表 姓 名 王雪 學 號 20xx03010322 專業(yè) 應用化工技術 畢業(yè)論文（設計）題目 研究染料敏化納米晶太陽電池 指導教師評價 ： 建議成績 ： 指導教師簽名： 年 月 日 評閱教師評 價 ： 建議成績 : 評閱教師簽名： 年 月 日 答辯小組評 價 （未參加答辯的不填寫）： 建議 成績 : 答辯小組 組長 簽 名： 年 月 日 畢業(yè)設計（論文） 總評成績 （ 優(yōu)、良、中、及格、不及格 ）： 系（部）主任： 年 月 日