滤纸模板法制备sno2及其在dssc中的应用.doc

毕业设计(论文)
题目:滤纸模板法制备SnO2及其在DSSC中的应用




华侨大学教务处印制
2013年6 月

目录
ABSTRACT Ⅰ
摘要 Ⅰ
第一章前言 1
1
SnO2作为光阳极材料在DSSC中的应用 3
4
第二章实验部分 6
6
6
7
7
SnO2光阳极薄膜的制备 7
电池组装及其性能测试 7
第三章结果与讨论 8
物相分析 8
形貌表征 9
光电性能测试 11
第四章结论 13
参考文献 14
致谢 17
ABSTRACT
With crystallization SnCl4 as raw material, using filter paper as template, SnO2 nano material is prepared by impregnating and calcinating under the different concentration of SnCl4. By using X ray diffraction (XRD) and Transmission electron microscopy (TEM), we characterize position and microstructure of these samples. The results show that: the prepared products have high purity and can replicate the original filter paper template well in the micro level, at the same time, a good result is achieved when we apply it into the DSSC.
Key Words: SnO2 ; DSSC ;filter paper template ;photoelectric conversion

摘要

以结晶SnCl4为原料,采用滤纸模板法,通过浸渍和煅烧,制备得到不同浓度下的SnO2光阳极薄膜并将其应用于染料敏化太阳能电池(DSSC)中。采用X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(T E M)表征样品的相组成和微观结构。结果表明:模板法所制得的产物纯度很高,且很好地复制了原模板的形貌,同时,通过高温烧结而得的纳米SnO2材料,应用到DSSC中,取得了不错的效果。

关键词: 二氧化锡;DSSC;滤纸模板法;光电转换
1 前言

目前,资源枯竭已日益成为人类不得不面对的重大问题,因此,开发新能源也越来越受到广泛重视和研究。作为新能源的太阳能是一种取之不尽、用之不竭的无污染能源,它的开发利用受到了特别的关注。尤其是太阳能电池,成为科学界炙手可热的话题。自上世纪50年代第一块具有实际意义的太阳能电池发明以来, 太阳能电池迅速发展,表现出巨大的产业化应用前景。太阳能电池的主要种类有硅电池和化合物半导体电池,但是由于受到材料及制备工艺等各方面因素的限制,太阳能电池的有效转换效率较低。(见表1)
表1 太阳能电池的种类及性能参数【1】
目前发展最成熟的太阳能电池是太阳能硅电池,单晶硅太阳能电池的效率已达到25%以上[2],由于它对材料的纯度要求高、制作工艺复杂、成本昂贵,这很大程度上限制了它的广泛应用。1991年,瑞士洛桑高等工业学院的Gratzel 教授及其小组以多孔纳米TiO2膜作为半导体膜,过渡金属钌及锇等有机金属复合物作为敏化染料,I-/I3-有机氧化还原电解质体系,铂修饰对电极,制备出了染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cells),%[3]。DSSC以其简单的制作工艺、相对高的光电转化效率、低廉的制作成本等优点迅速成为广大科学家及科学工作者的研究热点与重点。
典型的染料敏化太阳能电池(DSSC)是由镀有透明导电膜的导电基片,染料敏化的多孔纳米晶半导体薄膜、含氧化还原电对的电解质及对电极组成的夹层结构。其基本工作原理如图1所示:当太阳光照射在染料敏化太阳能电池上,只要其能量等于染料分子特征吸收波长时,染料分子(Dye)中基态电子S就会被激发为S*,激发态染料分子将电子注入到纳米多孔半导体的导带中,注入到导带中的电子迅速富集到导电玻璃面上,传向外电路,并最终回到对电极上。而由于染