【摘 要】
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染料敏化太阳电池具有价格低廉、制作工艺简单、性能稳定等优势,因此成为太阳电池研究的热门领域,受到国内外科学家的普遍关注。本文主要对染料敏化太阳电池的透明电极材料(Z
【出 处】
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中国科学院研究生院 中国科学院大学
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染料敏化太阳电池具有价格低廉、制作工艺简单、性能稳定等优势,因此成为太阳电池研究的热门领域,受到国内外科学家的普遍关注。本文主要对染料敏化太阳电池的透明电极材料(ZnO基透明导电氧化物薄膜)和柔性染料敏化太阳电池的柔性光阳极(包括塑料衬底和金属衬底)做了初步的研究。具体研究内容及相关结果如下:
1.利用脉冲激光沉积法在玻璃衬底上制备了高度c轴取向的Nb掺杂ZnO透明导电薄膜,研究了不同掺杂含量对薄膜结构、形貌及光电性能的影响。结果表明,薄膜具有高的可见光透过率,且光电性能与Nb的掺杂量密切相关,当掺杂量为0.46 at.％时,电阻率达到最小为8.95×10-4Ω·cm。同时在ZnO:Nb薄膜中还出现了金属-半导体相变。
2.利用Sol-gel法在Al2O3衬底上制备了c轴择优取向的Mo掺杂ZnO透明导电薄膜,研究了不同掺杂含量及不同退火方式对薄膜结构、形貌及光电性能的影响。结果表明真空高温烧结后,薄膜的电阻率明显下降,薄膜在近红外区域(800～2000nm)具有高的透过率(＞85%),这可以有效地拓宽光电器件的光谱范围。
3.在ITO-PEN导电衬底上制备TiO2光阳极并组装了柔性染料敏化太阳电池,研究了压力处理对TiO2薄膜力学性能及电池光电性能的影响。结果表明,经过压力处理后,纳米颗粒间的连接增强,薄膜与导电衬底之间的粘附性增加,电池的光电转换效率也得到提高。同时还研究了薄膜厚度、不同粒径TiO2等对电池性能的影响。
4.利用阳极氧化法在钛片上制备了TiO2纳米管,研究了电压及反应时间对TiO2纳米管结构及形貌的影响。利用两次阳极氧化的方法制备了排列整齐的TiO2纳米管。研究了光阳极的TiCl4处理对染料敏化太阳电池光伏性能的影响,研究结果表明经过TiCl4处理后电池效率明显提高。
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