染料敏化太陽(yáng)能電池用過(guò)渡金屬氮化物-石墨烯復(fù)合對(duì)電極材料的研究的開(kāi)題報(bào)告

染料敏化太陽(yáng)能電池用過(guò)渡金屬氮化物—石墨烯復(fù)合對(duì)電極材料的研究的開(kāi)題報(bào)告一、研究背景隨著能源需求的不斷增加與石油資源的日益匱乏，新能源成為了人們追求的方向之一。太陽(yáng)能電池作為一種能夠?qū)⑻?yáng)光轉(zhuǎn)化為電能的光電轉(zhuǎn)換器件，具有無(wú)污染、可再生、高能量利用率等優(yōu)點(diǎn)，因此在新能源領(lǐng)域備受關(guān)注。染料敏化太陽(yáng)能電池（DSSC）作為第三代太陽(yáng)能電池，由于其較高的能量轉(zhuǎn)換效率和制備工藝的簡(jiǎn)單性，越來(lái)越受到廣泛的關(guān)注。然而，DSSC電極的壽命及光電轉(zhuǎn)換效率并不平衡，其主要原因是電極材料的設(shè)計(jì)有限以及電極的穩(wěn)定性不足。為了解決這個(gè)問(wèn)題，過(guò)渡金屬氮化物和石墨烯的復(fù)合材料成為了研究的熱點(diǎn)。過(guò)渡金屬氮化物具有較好的光吸收性能和電學(xué)性能，能夠提高DSSC的光電轉(zhuǎn)換效率；石墨烯則具有較高的導(dǎo)電性、光透過(guò)率和化學(xué)穩(wěn)定性，能夠提高DSSC電極的穩(wěn)定性和壽命。因此，該復(fù)合材料在DSSC電極材料的開(kāi)發(fā)中有著廣泛的應(yīng)用前景。二、研究目的本研究旨在制備過(guò)渡金屬氮化物和石墨烯的復(fù)合材料，并將其應(yīng)用于DSSC電極材料中，探究其對(duì)DSSC電極性能的影響，旨在提高DSSC電極的穩(wěn)定性和光電轉(zhuǎn)換效率。具體研究目標(biāo)如下：1.制備過(guò)渡金屬氮化物和石墨烯的復(fù)合材料；2.分析復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和物性；3.制備DSSC電極，并將復(fù)合材料應(yīng)用于其中；4.對(duì)比復(fù)合材料與傳統(tǒng)電極材料的電化學(xué)性質(zhì)和光電轉(zhuǎn)換效率；5.探究復(fù)合材料在DSSC電極中的穩(wěn)定性。三、研究方法1.制備過(guò)渡金屬氮化物和石墨烯的復(fù)合材料：采用化學(xué)還原法、水熱法等方法制備具有較好性能的過(guò)渡金屬氮化物和石墨烯復(fù)合材料。2.分析復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和物性：采用X射線衍射、掃描電鏡等手段對(duì)制備出的材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征和物性測(cè)試。3.制備DSSC電極，并將復(fù)合材料應(yīng)用于其中：采用傳統(tǒng)的印刷法或電化學(xué)沉積法制備DSSC電極，將復(fù)合材料作為電極材料應(yīng)用其中。4.對(duì)比復(fù)合材料與傳統(tǒng)電極材料的電化學(xué)性質(zhì)和光電轉(zhuǎn)換效率：采用循環(huán)伏安法、恒電流光譜法等手段對(duì)復(fù)合材料電極和傳統(tǒng)電極的電化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行測(cè)試，并使用光電池效應(yīng)測(cè)試儀對(duì)DSSC的光電轉(zhuǎn)換效率進(jìn)行測(cè)試。5.探究復(fù)合材料在DSSC電極中的穩(wěn)定性：采用高溫、高濕等條件進(jìn)行穩(wěn)定性測(cè)試，并觀察電極的穩(wěn)定性變化。四、預(yù)期成果通過(guò)本研究，預(yù)計(jì)可以得到以下成果：1.成功制備過(guò)渡金屬氮化物和石墨烯的復(fù)合材料，并對(duì)其結(jié)構(gòu)和物性進(jìn)行表征；2.成功制備DSSC電極，并將復(fù)合材料應(yīng)用于其中；3.比較復(fù)合材料電極和傳統(tǒng)電極的性能表現(xiàn)，探究復(fù)合材料對(duì)DSSC電極性能的影響；4.探究復(fù)合材料在DSSC電極中的穩(wěn)定性，提高DSSC電極的穩(wěn)定性和光電轉(zhuǎn)換效率。五、參考文獻(xiàn)1.LiuB,LiM,etal.(2016).Thepreparationofgraphene/TiO2compositephotoanodebychemicalbathdepositionanditsapplicationfortheimprovementofdye-sensitizedsolarcells,MaterialsTechnology,31:1-7.2.SunS,DuX,etal.(2018).ElectrodepositionofTiN-graphenecompositefilmsascounterelectrodesfordye-sensitizedsolarcells,JournalofAlloysandCompounds,742:776-783.3.YangX,HouM,etal.(2017).AnovelZnO/grapheneoxidecompositephot