敏化太阳能电池对电极的制备与研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:HJ565dgdgd
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
染料敏化太阳能电池(DSCs)与硅基太阳能电池相比,除了成本低廉,环境友好,还有非常重要的一点,是其易于柔性化,更易制备大面积的柔性电池模块。在目前的高效率的柔性染料敏化太阳能电池中,光阳极多采用金属基底,这就使得DSCs的对电极需要同时具备催化性、导电性、透明性。所以,需要继续寻找和研究更为方便、高效、易于大规模生产的柔性透明导电的DSCs对电极的制备方法。  同时,随着敏化太阳能电池的发展,用量子点代替染料分子作为敏化剂发展的量子点敏化太阳能电池(QDSCs)成为了新一代的热点太阳能电池。对电极作为其中的重要组成部分,对整个电池的光伏性能有很大影响,所以,寻找新的材料和方法来制备高效、稳定、成本低廉的对电极是非常值得人们继续探索和关注。  本文即从敏化太阳能电池的对电极切入,围绕着对电极的新材料、新方法的设计、制备、优化和性能研究来开展工作,主要包括以下几个方面:  (1)柔性染料敏化太阳能电池对电极的制备。为了避开高温热解法和塑料基底之间温度的矛盾,发展了一种压力转移的方法,将在石墨片上高温制备的Pt颗粒成功的转移到柔性ITO/PET基底上制备成柔性透明Pt对电极,对该柔性Pt对电极的形貌、反应活性、界面电荷转移电阻和透光率进行了检测。压力转移的Pt对电极在I-/I3-电解液中显示出良好的催化活性,其正入射和背入射光的效率分别为7.21%和4.86%。可以看出,由转移法制得的拥有高透光率的Pt对电极可以和传统热沉积法制备的Pt电极相比拟。另外,这种制备柔性透明Pt对电极的新方法,由于其低成本、易操作,并且可应用于卷对卷生产技术的特点,在大规模生产中具有潜在的应用价值。  (2)染料敏化太阳能电池NiS/FTO多孔膜复合对电极的制备。为了寻找更方便、成本更低的对电极材料及方法,发展了一种通过连续离子层吸收反应(SILAR)方法,在FTO多孔膜上沉积NiS颗粒,从而制备成NiS/FTO复合对电极。这种方法避免了使用如Pt一类的贵金属。而且,由于FTO多孔膜的存在,不仅使得通过SILAR方法沉积的NiS颗粒的数目有了保证,还提高了对电极内部的导电性。本文对该对电极的电化学性质及组成电池的光伏特性进行了表征,其最高效率达到6.94%,与热解Pt对电极的性能非常接近。  (3)量子点敏化太阳能电池硫化物/炭黑多孔膜复合对电极的制备。SILAR方法在量子点敏化太阳能电池对电极的制备中运用非常广泛,且是一种非常方便的方法。为了解决SILAR制备硫化物薄膜不够均匀,且对电极导电性差的问题,本文采用炭黑多孔膜作为骨架,一方面大幅度提高对电极的导电性,另一方面,炭黑也有一定的催化活性,与硫化物复合在一起,对多硫电解液催化活性进一步提高。本文选用CuS、CoS、NiS、PbS分别于炭黑多孔膜复合,并对该类复合对电极的光伏性能及电化学特性都进行了表征。结果表明,CuS在此类对电极中性能最为优异,并在CdS量子点敏化太阳能电池中获得了2.81%的光电转化效率。
其他文献
学位
回音壁模式光学微腔(Whispering gallery mode,WGM)由于具有极高的品质因数和极小的模式体积,目前已被广泛应用于光通信的有源器件(如激光)、无源器件(滤波器、波分复用器等)以及基础
本论文介绍了脉冲星高能辐射的观测特性和最新进展,以及目前脉冲星高能辐射的理论模型。基于双极三维外间隙模型,我们对类Crab脉冲星的高能辐射过程进行研究。经典的三维外间隙
寻求一种存量丰富、清洁且可再生的能源是人类面临的重大问题之一。氢是一种理想的能量载体,无污染而且其热量是汽油燃烧热的三倍。然而在氢能应用中还存在着一系列的关键问
本文在光锥量子化的背景下,讨论了实验上所发现的重-轻介子产率的抑制问题。在光锥规范条件下,通过运用微扰量子色动力学计算了重夸克在重-轻介子中的分布函数以及重夸克碎裂为
用电弧炉熔炼法制备了Gd3Fe25-xNixCr4(0.6≤x≤3.5)系列化合物,并利用X光衍射法(XRD)研究了它们的晶体结构并用磁性测量仪测量了磁性。  XRD图的结果表明各样品均具有 Nd3
能源是人类文明发展的重要推动力,近年来雾霾的出现令人担忧,又因化石燃料全球储量有限,故而寻求可再生、环境友好的新能源势在必行。“取之不尽,用之不竭”的太阳能作为未来清洁
这篇论文主要通过实验和模拟研究了二维振动流化颗粒气体动力学。颗粒气体的一个主要特性是能量耗散,因此为了维持颗粒系统的稳态,需要不断的向系统注入能量以平衡能量的损耗。
石墨烯是单碳原子层的二维平面蜂窝状结构,自2010年获诺贝尔物理奖后便引起学术界的关注及研究热潮。石墨烯是最薄、最坚硬的纳米材料,导热系数高达5300 W/m·K,高于碳纳米管和
宇宙线的起源和传播是高能天体物理学中的重要问题之一。一般认为宇宙线起源于各种致密天体,携带着各种高能物理过程的丰富信息。  本论文介绍了宇宙线可能的起源和能谱特征