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学科主题: 物理化学
题名: 敏化太阳电池阳极与阴极的相关问题研究
作者: 郑霄家
答辩日期: 2014-07-03
导师: 李灿 ;  张文华
专业: 物理化学
授予单位: 中国科学院研究生院
学位: 博士
摘要: 本论文工作围绕敏化电池的工作机理、结构设计、关键材料替代以及制备工艺优化等问题展开研究。主要内容包括:使用阳极氧化法成功地制备了顶部开口、排列有序的TiO2 纳米管阵列,将其有效地转移至透明导电基底上并应用于敏化电池中。使用ALD的方法在TiO2纳米管阵列基底上制备出了一系列保形生长的II-VI族半导体纳米膜,深入的研究了二维材料的光学性质以及在电池中的作用。目前染料敏化电池对电极常用材料为贵金属Pt,其催化性能并不是最佳,而且成本较高。针对这一现象,开发了性能优异、成本低廉的染料敏化电池对电极。使用简单的溶液化学合成方法制备了CoMoS4、NiMoS4多孔材料并将其应用于染料敏化太阳电池的对电极中,最终取得了和Pt相当的器件效率。使用包裹金属颗粒的氮掺杂碳纳米管复合材料(Pod(N)-FeNi)做对电极,实验结果表明该材料具有高导电性、高催化活性、高稳定性等优点,其稳定性及催化活性均明显优于Pt。使用具有钙钛矿结构的CH3NH3PbI3半导体材料做吸光层,制备了敏化电池以及纳米异质结电池,分别取得了~11%和~4.6%的电池转化效率。为进一步研究钙钛矿基太阳电池电荷的产生、传输以及分离等相关机理问题打下了一定的基础。
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://cas-ir.dicp.ac.cn/handle/321008/119869
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郑霄家. 敏化太阳电池阳极与阴极的相关问题研究[D]. 中国科学院研究生院. 2014.
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