基于触变性电解质的准固态染料敏化太阳能电池的研究

基本信息
批准号:21273060
项目类别:面上项目
资助金额:80.00
负责人:金立国
学科分类:
依托单位:哈尔滨理工大学
批准年份:2012
结题年份:2016
起止时间:2013-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:吴泽,王凤春,马成国,李芹,沙宇,赵慧春,魏佳,张立伟,戴丰洋
关键词:
准固态电解质触变性氧化钛薄膜染料敏化太阳能电池
结项摘要

Based on research and development of quasi-solid dye-sensitised solar cells (DSSC), thixotropic quasi-solid electrolyte is constructed through nanometer synthesis technology. Its mechanical thixotropy can enhance the ion transport capacity, permeability and filling ability of quasi-solid electrolyte in the nanoporous films, which must improve photoelectric conversion efficiency of quasi-solid DSSCs and the stability of the devices, which provides theory and practice on the research and application of DSSCs. Thixotropic quasi-solid electrolyte is constructed by employing a nanocomposite inorganic sol with narrow size distribution and uniform dispersion made by the sol-gel method or other synthesis methods, by mixing ionic liquid, active redox electric couple and other components. Thixotropy structure model of quasi-solid electrolyte is established by characterization on the ionic transfer capability, stability and liquidity, with permeability and filling ability in the nanoporous film. Multiple composite anode films with different grain sizes or grain morphologies are constructed by mixing with nano-powder of different sizes or 1-D nano powder (titanium oxide nanorods or nanotubes) is synthesized. The chemical structure, porosity, surface area and structure of nano-powder and films are characterized through the SEM, BET, XPS and FTIR methods. It investigates interface charge transfer process and photoelectric performance of devices which are assembled with the thixotropy quasi-solid electrolyte and multiple composite anode films. It also researches the filling and coating process of the thixotropic quasi-solid electrolyte, and investigates assembly and encapsulation technology of quasi-solid DSSC devices.

基于准固态或固态染料敏化太阳能电池的研究和开发,通过纳米合成技术制备具有触变性的准固态电解质,利用其触变性提高准固态电解质的离子传输能力和填充性能,并提高准固态电池器件的光电转换效率和稳定性,为太阳能电池的研究和应用提供理论和实践基础。采用溶胶-凝胶法和其它合成方法合成颗粒粒径分布窄、均匀分散的无机纳米溶胶,配合离子液体和氧化还原电对等组分复合制备触变性准固态电解质。表征其离子导电传输能力、流动性、稳定性及在纳米多孔薄膜中的渗透性和填充性,建立电解质触变性结构模型。合成不同纳米粒径、一维纳米形态的氧化钛纳米粉体,均匀混合制备具有多重孔道和晶粒形态的复合光阳极薄膜。通过SEM、BET、XPS和FTIR等对纳米粉体及薄膜的化学结构、孔隙率、表面积和结构进行表征。组装准固态电池器件,考察电池的界面电荷转移过程及光电转换性能。研究和探索准固态电解质的灌装和涂膜工艺,考察准固态电池的装配和封装技术。

项目摘要

基于准固态和固态电解质染料敏化太阳能电池的研究和开发,通过纳米合成技术制备触变性的准固态电解质,利用其触变性提高准固态电解质的离子传输能力和填充性能,并提高电池器件的光电转换效率和稳定性。采用水热合成法合成形态稳定的一维氧化钛纳米棒和纳米溶胶,均匀混合,通过电流体动力学技术(EHD)制备具有多重孔道的复合光阳极薄膜。采用液相氧化还原法通过天然鳞片石墨制备了石墨烯材料与纳米铂颗粒复合,采用电流体动力学法在FTO导电基体成膜制备了铂/石墨烯复合薄膜对电极。采用钙钛矿吸收层CH3NH3PbI3(MAPbI3)为主要原料,在空气环境下,分别制备平面型和介孔型异质结结构的钙钛矿太阳能电池。试验中通过组装电池器件,分别考察了各电池器件的光电转换特性。针对不同组织结构,通过各种表征手段进行结构和性能分析,探讨了制备工艺条件和影响因素。合成制备准固态电解质具有机械触变性,能提高准固态电解质在具有微纳米级通道的多孔薄膜中渗透和填充性能,具有很好离子传输作用和电荷转移能力,提高了电池器件的光电转换效率和稳定性。合成具有微纳米级通道的多级结构光阳极薄膜,铂/石墨烯复合对电极以及钙钛矿型太阳能电池,为新型太阳能电池的研究和应用提供理论和实践基础。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

DOI:10.7498/aps.67.20171903
发表时间:2018
2

内点最大化与冗余点控制的小型无人机遥感图像配准

内点最大化与冗余点控制的小型无人机遥感图像配准

DOI:10.11834/jrs.20209060
发表时间:2020
3

面向云工作流安全的任务调度方法

面向云工作流安全的任务调度方法

DOI:10.7544/issn1000-1239.2018.20170425
发表时间:2018
4

TGF-β1-Smad2/3信号转导通路在百草枯中毒致肺纤维化中的作用

TGF-β1-Smad2/3信号转导通路在百草枯中毒致肺纤维化中的作用

DOI:10.13692/ j.cnki.gywsy z yb.2016.03.002
发表时间:2016
5

生物炭用量对东北黑土理化性质和溶解有机质特性的影响

生物炭用量对东北黑土理化性质和溶解有机质特性的影响

DOI:10.19336/j.cnki.trtb.2020112601
发表时间:2021

金立国的其他基金

相似国自然基金

1

基于新型凝胶电解质的准固态染料敏化太阳能电池研究

批准号:50842027
批准年份:2008
负责人:吴季怀
学科分类:E0208
资助金额:9.00
项目类别:专项基金项目
2

新型高效染料敏化太阳能电池准固态电解质研究

批准号:51203161
批准年份:2012
负责人:苗青青
学科分类:E0310
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
3

染料敏化太阳能电池低聚物准固态电解质研究

批准号:11374168
批准年份:2013
负责人:诸跃进
学科分类:A2012
资助金额:90.00
项目类别:面上项目
4

全固态染料敏化太阳能电池电解质的研究

批准号:21103194
批准年份:2011
负责人:史继富
学科分类:B0905
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目