天然色素敏化tiolt2gt多孔薄膜的制备及其光电性能的研究

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1、湖北工业大学硕士学位论文皇詈曼曼!!曼鼍詈曼!曼詈皇詈!曼曼!詈曼!詈曼!曼!鼍曼詈曼曼苎!皇!詈量詈!曼曼詈皇皇皇曼!!曼!皇曼!皇詈I；I；．I!摘要能源危机与环境污染是人类21世纪面临的两大挑战。太阳能的利用是解决这两大问题的最有效途径。染料敏化太阳能电池(Dye．sensitizedSolarCellDSC)是一种新型光电化学太阳能电池，它制作工艺简单、成本低和性能稳定，并且对环境良性，具有很好应用前景，它在太阳能电池研究上具有重要意义。本文主要研究Ti02薄膜电极的制备方法和天然色素敏化对Ti

2、02薄膜电极光电性能的影响。本文通过溶胶凝胶法、粉末涂敷法和复合法制备纳米Ti02薄膜电极，使用可变电阻法测试电极的光电性能。实验结果表明，复合法制备纳米Ti02薄膜电极具有最好的光电性能：短路电流Isc为946uA／era2,开路电压‰为480mV,填充因子为ff为38．3％，光电转换效率n为0．467％。采用扫描电镜(SEM)、x射线衍射(xRD)等手段对Ti02薄膜电极性能进行表征；采用吸附法测量Ti02薄膜电极的粗糙度和染料吸附量。论文结合电极的基本性能，分析了Ti02薄膜电极的制备方法对电极光

3、电性能的影响。论文实验中从植物中提取叶绿素、叶黄素、花色素和花色素苷4种天然色素作为染料，分别敏化Ti02薄膜电极。实验结果表明，花色素苷敏化效果最好，其敏化电极的光电转化效率为0．467％。选用叶黄素和花色素苷共敏Ti02薄膜电极，采用混合共敏和分层共敏两种方法作为对比，实验结果表明，分层共敏的设想是可行的，染料在电极上的吸附分层结构是合理的有效的，而混合共敏电极的敏化效果并不理想。通过分析天然色素的分子结构式和共敏机理，初步探讨了天然色素敏化对Ti02薄膜电极光电性能的影响。关键词：太阳能电池，纳米

4、Ti02薄膜，天然色素，染料敏化湖北工业大学硕士学位论文AbstractEnergycrisisandenvironmentalpollutionaretwomajorchallengesthatthemankindfaceinthe21stcentury．TheuseofthesolarenergyiSamosteffectivewayofsolvingthesetwobigproblems．ItiSthoughtthatdye．sensitizednanocrystallinesolarcell(D

5、SC)isanewtypeofphotoelectricchemicalsoalrcellwithsimplepreparationprocedure，lowcost，stablephoto—to．electricperformanceandfriendlyenvironmentaction，whichmakeitagoodalternativeofphoto．to．electricdevices；Inaddition，itmakeaveryimportantsignificanceintheresea

6、rchofsolarcell．Inthispaper，ThephotoelectricperformanceoftheTi02filmelectrodewerediscussedbyanalyzingthepreparationmethodoftheTi02filmelectrodeandtheTi02filmelectrodewithnaturalpigmentsensitizedwerediscussedtogettheimpactonphotoelectricperformanceoftheTi0

7、2filmelectrode．Inthispaper，theTi02filmwaspreparedbysol-gel，daubingpowder，andcomplexmethodseparately．1nhephotoelectricperformanceoftheelectrodewastestedbythevariableresistancelaw．TheresultsshowedthattheTi02filmpreparedbycomplexmethodperformedbestwitha946l

8、aA／cm‘ofshortcircuitcurrent，a480mVofopencircuitvoltage，a38．3％offillfactoranda0．467％ofefficiency．TheperformanceofTi02filmelectrodewascharacterizedbyscanningelectronmicroscopy．X．Raydiffractionandetc．neroughnessandabsorbingam