色素增感薄膜太阳能电池电极研究-材料发学专业毕业论文.docx

摘 摘 要 摘 要 柔性色素增感太阳能电池是以高分子透明导电薄膜为基底材料的新型电池，其主要 特点是成本相对较低、原料无污染、应用范围广泛，适应机械化、滚筒式生产。多孔Ti02 薄膜是目前应用最为广泛的电极材料，这是因为锐钛矿型Ti02是良好的半导体，禁带宽 度为3．2cV，但因为吸收范围位于紫外区，需要增感色素才能吸收可见光区的能量。ZnO 薄膜也属于宽禁带半导体材料，因此成为最有希望取代Ti02的半导体材料。正是由于 Ti02和ZnO薄膜在紫外和红外光谱范围内具有强烈的吸收作用，可以用作优质的太阳能 电池的透明电极。 本文首先采用丝网印刷技术和水热法相结合，在柔性1TO／PET基底上制备了Ti02 多孔薄膜，在分析优化丝网印刷目数、分散剂、水热烧结温度、水热烧结时间等工艺参 数的同时，进一步将水热法与传统马弗炉低温烧结进行对比分析。然后采用丝网印刷技 术和电沉积法制备了ZnO多孔薄膜。通过X射线衍射仪对比分析水热烧结前后，丝网 印刷技术和溶胶一凝胶法制备的Ti02薄膜的晶相组成；使用金相显微镜、扫描电子显 微镜、原子力显微镜观察Ti02薄膜和ZnO薄膜的表面形貌及横断面形貌；使用紫外一 可见分光光度计测定Ti02薄膜和ZnO薄膜在不同的配比、球磨时间及保温时间下的吸 光度；使用数字式四探针测试仪测定热处理前后柔性导电基底的方块电阻：使用恒电位 仪测定电沉积法制备的ZnO薄膜的电极电势；使用太阳能电池测定仪在模拟太阳光条 件下，测定柔性色素增感太阳能电池的光电转换效率。 结果表明：当P25为49，加入20ml乙醇进行球磨6h后，采用200目丝网印刷涂 膜，放入水热釜中， 100℃水热烧结12h，Ti02薄膜电极的光电转换效率达到1．92％。 采用相同的丝网印刷技术，在马弗炉中低温烧结得到的Ti02电极光电转换性能为1．33 ％。表明采用水热法制备Ti02薄膜电极更有助于提高电池的光电转换性能。当P25为 59，加入35ml乙醇进行球磨4h后，采用200目丝网印刷涂膜，100C马弗炉低温处理 后，制备的ZnO多孔薄膜表面形貌良好，测得光电转换效率为0．2％。以0．1mol／L Zn(N03)2溶液为电解液，pH值在5．0-+0．1范围内，阴极电沉积制备ZnO薄膜，溶液温 度为65℃，制备的薄膜表面较为均匀。 关键词：柔性色素增感太阳能电池；Ti0：薄膜；Zn0薄膜；水热法；丝网印刷；电沉积 AbsttactAbstract Absttact Abstract Flexible dye-sensitized solar cells was one of solar cells，based on macromoleCllle transparent electric film as substrate，whose main characteristic were low COSt，raw material innocuity,widely appliyed in market，suited mechanical，roller production．Tie2 films are electrode material with the most widely application．Anatase Tie2 is a good semiCOnductor, whose band gap is 3．2eV and absorbance area is in ultraviolet radiation range．ZnO films have expected to replace Ti02，which has wide band gap．Because Ti02 and ZnO films have sharply absorbance in ultraviolet radiation range and infrared ray range，which can be used as transparent electrode of solar cells． Porous Ti02 films were prepared by bom Screen—Printing method and Hydrothermal processing on the flexible ITO／PET substrate，COmpared to traditional muffle annealing at low—temperature．Thorough analysing dispersant，screen—printing,temperature and time of Hydrothermal processing SO that we can