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染料敏化太阳能电池的稳定性研究

齐芳艺  
【摘要】:染料敏化太阳能电池作为一种成本低,制造工艺简单的新能源技术近年来被广泛研究开发。光阳极材料主要是锐钛矿TiO_2纳米晶或纳米管结构的薄膜。纳米管由于管壁光滑和阵列规则从而比纳米晶在电子传输方面更有优势。本文研究了用阳极氧化制备TiO_2纳米管的方法以及TiO_2纳米管的特性。 随着对染料敏化太阳能电池的研究日趋成熟,以及染料敏化太阳能电池尝试应用到生产生活中,对染料敏化太阳能电池的稳定性的研究是必需的。本文从以下几个方面研究了基于TiO_2纳米管的染料敏化太阳能电池的稳定性:首先,考虑到染料作为吸收光的物质,是电池正常工作不可缺少的一部分,因此研究了染料脱吸附的过程,本文提出了一种计算染料脱吸附率的方法,由此得到9μm长TiO_2纳米管经过在黑暗条件下浸泡在电解质中76天后脱吸附率约为36%,电池效率降低约53%;其次,染料敏化太阳能电池的的失效很大程度上是由于封装问题引起电解质泄露,因此,本文分别研究了两种封装材料,即光刻胶和沙林膜封装电池的牢固性;最后,通过电化学阻抗谱的方法研究了电池在光照和黑暗条件下的稳定性,并且分析了高温对电池稳定性的影响。本文的研究结果不仅为电池稳定性研究提供了数据,也为研究如何改善电池的性能提供了有价值的参考。


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