检索结果-南通市图书馆

作者：胡熠西南大学

学位级别：硕士

随着全球经济的迅速发展和世界人口的剧增,人类对能源的需求与日俱增。目前,人类主要使用石油、天然气、煤等不可再生的化石能源。研究表明,化石能源日益枯竭;同时化石能源的燃烧产生大量的二氧化碳等温室气体,导致全球变暖,燃烧产生的... 详细信息

随着全球经济的迅速发展和世界人口的剧增,人类对能源的需求与日俱增。目前,人类主要使用石油、天然气、煤等不可再生的化石能源。研究表明,化石能源日益枯竭;同时化石能源的燃烧产生大量的二氧化碳等温室气体,导致全球变暖,燃烧产生的二氧化硫、含氮氧化物,排放到大气中形成酸雨,严重破坏人类赖以生存的自然环境。为了实现人类社会可持续性发展,研究可替代化石能源的清洁能源刻不容缓。太阳能具有绿色无污染、使用区域广、就地使用、储量丰富等优点,越来越受到世界各国的重视和开发利用。染料敏化电池(DSSCs)作为太阳能光电利用的一种方式,具有光电转换效率高、廉价、绿色无污染、环境友好及制备工艺简单等优点,备受广大科研工作者青睐和具有重要的现实意义。染料敏化电池分为n型染料敏化电池(n-DSSCs)和p型染料敏化电池(p-DSSCs),主要由光阳极(光阴极)、电解质和对电极三部分组成。对电极作为DSSCs的重要组成部分,具有收集和运输载流子、吸附并催化电解质和反射透射光的作用。目前,对P型染料敏化电池的对电极研究甚少。此外对电极一般是沉积到导电玻璃上的贵金属铂(Pt),价格昂贵,不利于n-DSSCs的产业化。本文围绕DSSCs的对电极进行研究,希望初步能够在P-DSSCs中寻找更多种类的对电极,同时在n-DSSCs中替代Pt对电极和降低DSSCs的成本。第一章介绍DSSCs的分类、结构与原理,光阳极(光阴极)材料、染料、电解质、对电极的研究进展及DSSCs存在的一些问题与发展趋势。第二章主要介绍DSSCs的表征手段和测量方法。DSSCs的基本表征手段有：SEM形貌表征,成分鉴定的XRD,红外官能团分析,紫外-可见分析,循环伏安法分析催化性能,交流阻抗界面分析以及光电性能参数(I-V、FF、PCE和IPCE),超高真空多功能制样系统。第三章论述染料敏化电池的制备和测量。本章介绍DSSCs制备所需材料、测量仪器、光阳极(光阴极)、电解液、对电极的制备方法。第四章论述铂修饰的热蒸发C60作为对电极在n-DSSCs的应用。通过热沉积微量的Pt,再通过热蒸发一定厚度的C60制备为n-DSSCs的对电极。研究表明：在Pt/C60对电极中,微量的Pt能够快速传递电子,C60能够提供大的催化比表面,同时在FTO与C60之间的微量Pt可以改善C60与FTO的接触,降低接触电阻,从而Pt/C60对电极能够获得与纯Pt对电极相当的效率。第五章论述石墨烯纳米片作为对电极在p型染料敏化电池中的应用。通过氧化石墨还原法(Hummers法)制备还原石墨烯(rGO),将rGO分散于含质量分数为5%乙基纤维素的松油醇中,刮涂于FTO上,400℃烧结15min。SEM扫描观察表明,烧结后的rGO呈石墨烯片层结构(GN),厚度约为16μm。通过CV、EIS及组装p型染料敏化电池测试表明：GN对电极拥有高的催化活性。在以NiO和P1染料为光阴极、I./I3-电解质的p-DSSCs体系中,获得了134 mV的开路电压、1.90mA.cm-2的短路电流,36.39%的填充因子和0.09%的转化效率,在同一体系中,与以Pt作为对电极的p-DSSCs获得140 mv的开路电压、2.25mA.cm-2的短路电流、31.29%的填充因子和0.10%的转化效率非常接近。因此表明GN膜作为对电极,可以成功的应用于p-DSSCs.

关键词：染料敏化电池石墨烯纳米片对电极 Pt/C60

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黑枸杞与石墨烯纳米片在染料敏化太阳能电池中的应用

引用

无机材料学报 2016年第10期31卷 1117-1122页

作者：谢寿东王刚陈慧媛林红闫志男张慧青海大学化工学院西宁810016 青海民族大学物理与电子信息工程学院西宁810007 清华大学材料学院新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室北京100084

从高原黑枸杞中提取染料,利用紫外–可见吸收光谱和循环伏安方法研究不同p H染料的光电化学性能,确定染料最佳p H。以石墨烯为原料制备不同含量乙基纤维素(EC)的石墨烯纳米片(GNs)对电极,用电化学阻抗、循环伏安、塔菲尔极化曲线研究不... 详细信息

从高原黑枸杞中提取染料,利用紫外–可见吸收光谱和循环伏安方法研究不同p H染料的光电化学性能,确定染料最佳p H。以石墨烯为原料制备不同含量乙基纤维素(EC)的石墨烯纳米片(GNs)对电极,用电化学阻抗、循环伏安、塔菲尔极化曲线研究不同EC含量对GNs对电极电催化性能的影响。以最佳p H染料为光敏剂,不同含量EC的GNs为对电极组装染料敏化太阳能电池在模拟太阳光下测试光电转换效率。结果表明,EC含量为10wt%时,GNs对电极有良好的电催化性。光电测试EC含量为10wt%的GNs对电极光电转换效率为0.92%,接近Pt对电极(0.99%)。

关键词：染料敏化太阳能电池黑枸杞石墨烯纳米片对电极光电转换效率

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