2-掌握染料敏化TiO-2-太陽電池的光電轉(zhuǎn)化機(jī)理-西北大學(xué)化學(xué)與材料

實(shí)驗(yàn)一染料敏化太陽電池的制作與性能測試實(shí)驗(yàn)二反相乳液聚合制備聚丙烯酰胺絮凝劑實(shí)驗(yàn)三BaTiO3系PTC陶瓷材料的制備與測試

實(shí)驗(yàn)五BaTiO3納米粉的溶膠-凝膠法制備及表征創(chuàng)新型試驗(yàn)II-材料化學(xué)試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)四微波輔助水熱合成微孔聚合物MOF-5

創(chuàng)新型試驗(yàn)II-材料化學(xué)試驗(yàn)試驗(yàn)五染料敏化太陽電池的制作與性能測試衛(wèi)星電池板太陽能草坪燈制作人：劉斌創(chuàng)新型試驗(yàn)II-材料化學(xué)試驗(yàn)試驗(yàn)一染料敏化太陽電池的制作與性能測試1了解光電轉(zhuǎn)化材料的應(yīng)用及其發(fā)展；2駕馭染料敏化TiO2太陽電池的光電轉(zhuǎn)化機(jī)理；3駕馭TiO2納晶多孔膜的制備技術(shù)；4學(xué)習(xí)光伏電池的測試技術(shù)及其原理。試驗(yàn)?zāi)康脑囼?yàn)原理染料敏化納米晶太陽能電池的結(jié)構(gòu)及工作原理：染料TiO2染料TiO2CO2H2OO2Sugar電解液ee光合成染料敏化電池傳統(tǒng)電池對電極Pt導(dǎo)電玻璃二氧化鈦光敏染料光陽極導(dǎo)電玻璃電解質(zhì)：I-/I3-乙腈溶液，液態(tài)也/準(zhǔn)固態(tài)/全固態(tài)的。④導(dǎo)帶中的電子與氧化態(tài)染料之間的復(fù)合：S++e-(CB)→S工作原理：DSSC電池三部分：工作電極：在導(dǎo)電玻璃上制備一層多孔半導(dǎo)體膜，然后再將染料分子吸附在多孔膜中,構(gòu)成工作電極。對電極：鍍有一層鉑的導(dǎo)電玻璃。①染料(S)受光激發(fā)由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)(S*)：S+hv→S*②激發(fā)態(tài)染料分子將電子注入到半導(dǎo)體的導(dǎo)帶中:S*→S++e-(CB)③I-離子還原氧化態(tài)染料可以使染料再生：3I-+2S+→I3-+S⑤導(dǎo)帶(CB)中的電子在納米晶網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)胶蠼佑|面:e-(CB)→e-(BC)，之后而流入到外電路中。⑦I3-離子擴(kuò)散到對電極(CE)上得到電子再生：I3-+2e-(CE)→3I-

⑥納米晶膜中傳輸?shù)碾娮优c進(jìn)入二氧化鈦膜孔中的I3-離子復(fù)合：I3-+2e-(CB)→3I-1.電解質(zhì)配制：稱取確定量的KI、I2及丙烯碳酸酯(PC)，使KI和I2的濃度分別為0.5mo1·L-1和0.05mol·L-1，再加入等體積的叔丁基吡啶。2.TiCl4冰水溶液：猛烈攪拌下滴加適量TiCl4至冰水溶液中配制50mmolL-1的溶液。試驗(yàn)過程3.FTO（1.8×2.5cm2）導(dǎo)電玻璃分別用去污粉、丙酮、酒精超聲清洗30分鐘三次，烘干。將上述處理過的導(dǎo)電玻璃在50mmolL-1的TiO2水溶液中70℃處理30min，以增加TiO2層與導(dǎo)電玻璃的機(jī)械強(qiáng)度。4.TiO2多孔膜的制備：取P25粉體6.0g、6.7%的硝酸10mL和聚乙二醇(PEG-20000)3.0g混合，研缽研磨2小時(shí)后用500W細(xì)胞粉碎機(jī)超聲分散4小時(shí)，得到的TiO2水溶膠在處理過的導(dǎo)電玻璃上涂布，用膠帶的厚度限制膜厚。5.燒結(jié):將上述作TiO2膜60℃烘干30分鐘,10℃/分的速度升溫至450℃恒溫30分鐘煅燒。將燒結(jié)的TiO2膜再次在50mMTiCl4中70℃處理30min

，用水和乙醇清洗并烘干，再次10℃/分的速度升溫至450℃恒溫30分鐘煅燒。7.制作鉑黑對電極：將同樣大小的導(dǎo)電玻璃用蒸餾水、無水乙醇洗滌并吹干，旋涂3×10-3mol·L-1H2PtCl6的乙丙醇溶液至導(dǎo)電面，快速升溫至390℃燒結(jié)15分鐘。6.TiO2膜著色：當(dāng)爐溫冷卻到70-80℃時(shí)，將二氧化鈦多孔膜電極取出浸泡在制備好的染料溶液中，浸泡24小時(shí)，使多孔膜電極充分吸附染料分子。8.電池組裝：當(dāng)心的把浸在染料中24小時(shí)的二氧化鈦多孔膜電極用鑷子取出，用無水乙醇清洗晾干。把晾干或烘干后的二氧化鈦多孔膜電極膜面朝上放在干凈的試驗(yàn)臺(tái)上，再將碳對電極面朝下放在著色膜上，兩片玻璃微微錯(cuò)開，留出約4mm寬的導(dǎo)電部分作為電池測試用。用兩個(gè)夾子把電池夾住。將整個(gè)電池傾斜放置，從一端的縫中滴入電解質(zhì)。由于毛細(xì)管原理，電解質(zhì)很快在兩個(gè)電極間勻整擴(kuò)散，直至充溢整個(gè)電池。然后在其四周當(dāng)心的涂上氰基丙烯酸鹽粘合劑，待晾干后測試其性能。Jsc=14.6mA/cm2Voc=700mVff=0.735h=7.5%1、納晶多孔膜的好壞確定效率,為了能夠得到好的多孔膜電極,在膠體制備,刮涂以及燒結(jié)等過重中要嚴(yán)格依據(jù)操作步驟進(jìn)行,否則很可能功虧一簣.2、導(dǎo)電玻璃切割及清洗過程要當(dāng)心謹(jǐn)慎,一方面，不行劃傷玻璃的導(dǎo)電面，以及油物污染導(dǎo)電玻璃；另一方面，要帶手套，疼惜手不被劃傷.1.查閱相關(guān)文獻(xiàn),比較染料敏化太陽電池的光電轉(zhuǎn)化機(jī)理與傳統(tǒng)的硅電池光電轉(zhuǎn)化機(jī)理有什么不同?染料和TiO2各起什么作用?2.染料敏化太陽電池中TiO2半導(dǎo)體膜必需是納米晶多孔膜,這里的納米和多孔怎么理