柔性碳纳米纤维膜的制备及其在染料敏化太阳电池的应用研究

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1、＃炫Ｔ土凃Ｚｈｅ－ｊｉａｎｇＳｃｉＴｅｃｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ硕士学位论文Ｍ’ａｓｔｅｒｓＴｈｅｓｉｓ＆）中文论文题目：柔性碳纳米纤维膜的制备及其在染料敏化太阳电池的应用研究英文论文题目：Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｆｌｅｘｉｂｌｅｃａｒｂｏｎｎａｎｏｆｉｂｒｏｕｓｆｉｌｍｓａｎｄｔｔｎｎ－ｎｉｓａｐｐｌｉｃａｉｏｉｄｙｅｓｅｓｉｔｉｚｅｄｓｏａｌｒｃｅｌｌｓ学科专业：纺织材料与纺织品设计作者姓名：解雪瑶指导教师：张华鹏教授１８０７曰完成日期：２

2、０年１月１浙江理工大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得浙江理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表不谢意。学位论文作者签名：稱ｆ滅签字日期：２咐年｝月６日学位论文版权使用授权书水学位论文作者完全了解浙江理工大学有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印

3、件和磁盘。，允许论文被查阅和借阅本人授权浙江理工大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：解Ｉ爲签字日期：年Ｓ月６日导师签名：為签字日期：年７月＜日浙江理工大学硕士论文柔性碳纳米纤维膜的制备及其在染料敏化太阳电池的应用研宄柔性碳纳米纤维膜的制备及其在染料敏化太阳电池的应用研究摘要染料敏化太阳电池（ＤｙｅｓｅｎｓｉｔｉｚｅｄｓｏｌａｒｃｅｌｌｓＤＳ

4、ＳＣｓ），，作为第三代新型有机太阳电池一，是、可柔性化的环境友好型器件制备工艺简单、成本低种效率高，由光阳极、电解质ＤＳＳＣ一和对电极三部分组成ｓ，、。对电极是的重要组成部分般起收集外电路的电子催化＿还原１３的作用。通常的对电极材料是贵金属铂（Ｐｔ），效率高，成本也相对较高，开发廉Ｐ一ＤＳＳＣ价高效的非ｔ对电极材料将进步提高ｓ的效率。此外，传统的玻璃基ＤＳＳＣｓ质量重，易碎，限制了应用，开发柔性ＤＳＳＣｓ扩展其应用范围，为可穿戴太阳电池提高基础。本文利用静电纺丝、预氧化、碳化工艺制备了高柔性静电纺碳化钛／碳（ＴｉＣ

5、／Ｃ）纳米ＦＥ－ＳＥＭ纤维膜。用场发射扫描电镜（）、透射电镜（ＴＥＭ）、Ｘ射线衍射仪（ＸＲＤ）、电子硬挺度测试仪、四探针电阻测试仪等测试手段对样品的形貌和性能进行表征，并探讨Ｃ、了不同Ｔｉ负载量对复合纳米纤维表面形态以及柔軔性能导电性能和电化学性能的影响。３００－４５０ｎｍ）结果显示ｉ（上。随着ＴｉＣ纳米颗：ＴＣ纳米颗粒随机均匀分布在碳纳米纤维，ＴＣＣ纳米纤维膜的柔性模量逐渐较小，表明复合纳米纤维膜的柔韧性粒负载量的增加ｉ／能越来越好，。随着钛酸异丙酯在前驱体纺丝液中质量分数的增加复合纳米纤维膜的电导率逐渐增

6、大，当钛酸异丙酯的质量分数为１２ｗｔ％时，复合纳米纤维膜的电导率达到最大值；一当钛酸异丙酯在前驱体纺丝液中的质量分数进步增加时，复合纳米纤维将会产生更多的，ｉ／缺陷结构，纤维之间的接触电阻变大ＴＣＣ复合纳米纤维膜的电导率出现下降的趋势，。当采用优化后的Ｔ１２ｗｔ％导电性变差ｉＣ／Ｃ纳米纤维膜（的钛酸异丙酯）为柔性染料敏化太阳电池（ＦｌｅｘｉｂｌｅＤＳＳＣｓ，ＦＤＳＳＣｓ）的对电极组装ＦＤＳＳＣｓ时，获得了３．８０％的光电转化效率（７）。在此基础上，采用在前驱体纺丝液中加入聚甲基丙烯酸甲酯（ＰＭＭＡ），然后

7、热处理除去ＰＭＭＡ的方法制备了介孔ＴｉＣ／Ｃ纳米纤维膜ＰＭＭＡ。通过调控的含量来达到调控孔－－结构的目的。同样采用ＦＥＳＥＭ、ＴＥＭ、氮气吸附脱附测试、电子硬挺度测试仪、四探针。ＰＭＭＡ与（ＰＡＮＰＶＰ）电阻测试仪等手段对样品进行表征结果表明：随着前驱体纺丝液中／／Ｐ比例的增加，介孔Ｔ，ＶＰ）ｉＣ／Ｃ纳米纤维膜的比表面积和电导率增加当ＰＭＭＡ与（ＰＡＮ２—１２的比例为１：１时，介孔ＴｉＣ／Ｃ纳米纤维膜的比表面积从２２８ｍｇ增加到２８０ｍｇ＇平均—一１ＰＭＭＡＰＡＮ电导率从３３．３３Ｓｍ增加到８０．００

8、Ｓｍ＇随着与（／ＰＶＰ）的比例为进步增Ｉ浙江理工大学硕士论文柔性碳纳米纤维膜的制备及其在染料敏化太阳电池的应用研究，而导电率有所下降。比表面积和电导率的提高加，复合纳米纤维