染料敏化二氧化锡太阳能电池及固体电解质碘化亚铜的制备与应用

摘要

目前世界上的传统能源还是以石油、煤炭、天然气等这些不可再生能源为主，它们的储备有限，而且这些能源在消耗的同时也带来了巨大的环境恶化代价。寻找清洁经济能源的需求促使了人们对可再生能源的开发与利用，特别是太阳能，利用太阳能光伏发电是能源利用不可逆转的潮流。光伏产业是目前发展最快的产业。在过去的五年内，世界光伏电池产业以平均每年40％的速度稳定增长；降低成本和提高光电转化效率事当前光伏产业迫切需要解决的问题。 染料敏化纳米晶太阳能电池(Gratzel电池)是当前纳米技术和光电转化材料研究的热点之一，其廉价成本，制备工艺简单，为太阳能的转化与利用提供了有效的方法。SnO2制备成本低，无毒，带隙宽度为3.8eV，适用于光电池的制备。本文的第二章研究了SnO2的制备方法，得到SnO2纳米球体、SnO2纳米纺锥体和SnO2纳米棒。将这些纳米颗粒配制成胶体，制备出具有高比表面积的纳米晶SnO2薄膜；进一步封装成Gratzel电池，测量电池的输出性能。为了提高其光电转化效率，用乙酸锌在SnO2表面进行了修饰，大大改善了电池的输出性能。 液态Gratzel电池有着较高的转化率，但其工作稳定性差。寻找合适的固体电解质也是Gratzel电池的研究热点之一。CuI是一种高带隙宽度的P型半导体材料，带宽为3.2ev，物理化学性质稳定，制备成本低廉，电阻率可随[I-]浓度改变，在可见光范围内透明等优点。第三章研究了利用了改进的提拉法制备不同CuI粒径的方法和工艺条件。通过控制工艺制备出颗粒直径在10-200nm范围内的CuI薄膜。基于相同的TiO2与染料的电极，构造成不同TiO2与CuI的半径比的固态电池，得到最佳电池输出性能的粒径径比范围。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

第二章SnO2的制备以及在Gr(a)tzel电池上的应用

第三章固体电解质CuI的制备与应用

第四章结论

参考文献

在校期间的科研成果

致谢