大面积染料敏化太阳电池中纳米多孔薄膜电极的研究
在染料敏化太阳电池(DSC)中，已经证实纳米TiO2多孔薄膜是影响电池光电转换效率的重要因素之一。纳米TiO2多孔薄膜不仅影响着染料敏化剂的吸附和电子在多孔膜内的转移过程，又影响入射太阳光在多孔薄膜内的传输情况。如何获得高效的DSC电池，TiO2多孔薄膜是研究的关键内容之一。
本文采用溶胶—凝胶法制备纳米TiO2胶体，通过XRD、TEM、FE-SEM以及BET比表面积和孔隙仪，研究不同实验参数条件下获得的纳米TiO2多孔膜的表面形貌和纳米颗粒尺寸大小，以及多孔薄膜孔隙率、孔径分布和孔体积等微结构参数；研究了溶胶—凝胶过程中锐钛矿相和金红石相纳米TiO2晶体生长动力学过程及结构相变；论文中同时也对纳米多孔薄膜进行了界面优化和设计，并详细研究了具有不同微结构性能的多孔薄膜对DSC光伏性能的影响。借助于IMPS、IMVS等光谱电化学设备，在电子扩散系数、寿命和吸收系数等微观参数与纳米颗粒大小和膜厚等宏观参数之间变化规律上进行了初步研究，获得了不同微结构性能的薄膜电极对电荷传输性能的影响规律。通过对纳米TiO2晶体生长及结构相变、多孔薄膜微结构对DSC光伏性能的影响以及电荷在多孔薄膜内传输性能的研究，首次提出了大面积纳米多孔薄膜电极的微结构设计方案并在DSC中取得了较好的实际应用，这为高性能大面积DSC的电极材料产业化提供了理论和实验指导。
太阳能电
中国科学院合肥物质科学研究院
博士
等离子体物理
戴松元;王孔嘉
2007
中文
TM914.42;O484.42
118
2011-05-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）