多金属氧酸盐及其衍生物在染料/量子点敏化太阳能电池中的应用研究
发布时间：2025-06-04 02:23
能源问题已经成为当今世界最受人类关注的问题之一,而解决能源问题最有效的途径是充分的利用太阳能。太阳能电池是利用太阳能最直接的途径,它能把太阳能直接转换成为电能。染料/量子点敏化太阳能电池（DSSCs/QDSCs）作为第三代低成本、新材料太阳能电池发展迅速,并且已经获得了很大的研究进展。但是目前仍然存在的一些问题,制约着电池效率的进一步的提高,比如说电池器件内部所存在的严重电子复合;宽光谱纯无机的光敏剂的开发;不含Pt的高催化活性对电极材料的开发等。多金属氧酸盐,简称多酸,是一类由丰产元素组成的无机分子簇,它们具有诸多优异的性质和功能,如天然的纳米尺寸、可调节的帯隙、宽的光谱吸收、强的电子接受能力、可逆的多电子氧化还原活性等。另外,多酸还是制备其它优异的纳米材料的前驱体。在本文中,我们将致力于利用多酸的优异的物理和化学性质,将它们应用到染料/量子点敏化太阳能电池中,进一步的提高电池的效率和降低电池的成本。（1）二元CdSe量子点作为QDSCs的光敏剂,由于自身存在着在可见光区吸收的缺陷,所以电池的效率一直不高。我们首次把宽光谱纯无机D-A型多酸K6H4[a-SiW9O37Co3（H2O）3...
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
第一章 序言
1.1 太阳能电池的简介
1.1.1 染料敏化太阳能电池(DSSCs)
1.1.2 量子点敏化太阳能电池(QDSCs)
1.2 多金属氧酸盐的简介
1.2.1 多酸的基本结构
1.2.2 多金属氧酸盐的光电功能和性质
1.3 多金属氧酸盐在染料/量子敏化太阳能电池中的应用
1.3.1 多酸在DSSCs中的研究进展
1.3.2 多酸在p-型DSSCs中的应用
1.3.3 多酸在QDSCs中的研究进展
1.4 多金属氧酸盐衍生物的制备及应用
1.4.1 多酸衍生的氮化物的制备和应用
1.4.2 多酸衍生的碳化物的制备及应用
1.4.3 多酸衍生的磷化物的制备及应用
1.5 选题依据和目的
1.6 实验仪器和参数
第二章 宽光谱、纯无机的D-A型多酸作为协同共敏化剂来提高量子点敏化太阳能电池的效率
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验材料
2.2.2 T@TiO2的合成
2.2.3 量子点敏化太阳能电池的组装
2.3 结果与讨论
2.4 本章小结
第三章 多酸的电子受体功能在染料/量子点敏化太阳能电池中的应用
3.1
3.1.1 前言
3.1.2 实验部分
3.1.2.1 实验材料
3.1.2.2 多酸参杂的TiO2的制备
3.1.2.3 光阳极浆料的制备和电池的组装
3.1.3 结果和讨论
3.1.4 本章小结
3.2
3.2.1 前言
3.2.2 实验部分
3.2.2.1 实验材料
3.2.2.2 (POM/TiO2)3电子界面层的制备
3.2.2.3 水溶性的CdSe0.65Te0.35合金量子点的制备
3.2.2.4 QDSCs的组装
3.2.3 结果与讨论
3.2.4 本章小结
第四章 石墨烯负载四氧化三钴和碳化钨纳米材料作为低成本的对电极催化剂
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验材料
4.2.2 氧化石墨烯的合成
4.2.3 ZIF-67@H2W12的合成
4.2.4 Co3O4-WC-CN/rGO的合成
4.2.5 对电极的制备
4.2.6 太阳能电池的组装
4.3 结果与讨论
4.4 本章小结
第五章 多酸的结构-特性的关系在染料敏化太阳能电池中的应用
5.1 前言
5.1.1 DSSCs的发展和挑战
5.2 多酸的能级调控
5.2.1 多酸的能级的测定方法
5.2.2 多酸的能级调控
5.3 多酸作为电子接受体
5.3.1 多酸作为电子受体的机理
5.3.2 多酸的光电响应
5.3.3 多酸作为电子受体在DSSCs和QDSCs中的应用
5.3.4 多酸作为电子受体在PSCs中的应用
5.4 多酸的光敏性质
5.4.1 DSSCs中的染料概述
5.4.3 多酸作为光敏剂和共敏化剂及在DSSCs中的应用
5.4.4 多酸基光敏剂的理论研究
5.5 多酸的氧化还原和催化性质在DSSCs中的应用
5.5.1 多酸氧化还原性质在DSSCs电解质中的应用
5.5.2 多酸催化性质在DSSCs对电极中的应用
参考文献
结论
致谢
在学期间公开发表论文及著作情况
本文编号：4049175
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【学位级别】：博士
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英文摘要
第一章 序言
1.1 太阳能电池的简介
1.1.1 染料敏化太阳能电池(DSSCs)
1.1.2 量子点敏化太阳能电池(QDSCs)
1.2 多金属氧酸盐的简介
1.2.1 多酸的基本结构
1.2.2 多金属氧酸盐的光电功能和性质
1.3 多金属氧酸盐在染料/量子敏化太阳能电池中的应用
1.3.1 多酸在DSSCs中的研究进展
1.3.2 多酸在p-型DSSCs中的应用
1.3.3 多酸在QDSCs中的研究进展
1.4 多金属氧酸盐衍生物的制备及应用
1.4.1 多酸衍生的氮化物的制备和应用
1.4.2 多酸衍生的碳化物的制备及应用
1.4.3 多酸衍生的磷化物的制备及应用
1.5 选题依据和目的
1.6 实验仪器和参数
第二章 宽光谱、纯无机的D-A型多酸作为协同共敏化剂来提高量子点敏化太阳能电池的效率
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验材料
2.2.2 T@TiO2的合成
2.2.3 量子点敏化太阳能电池的组装
2.3 结果与讨论
2.4 本章小结
第三章 多酸的电子受体功能在染料/量子点敏化太阳能电池中的应用
3.1
3.1.1 前言
3.1.2 实验部分
3.1.2.1 实验材料
3.1.2.2 多酸参杂的TiO2的制备
3.1.2.3 光阳极浆料的制备和电池的组装
3.1.3 结果和讨论
3.1.4 本章小结
3.2
3.2.1 前言
3.2.2 实验部分
3.2.2.1 实验材料
3.2.2.2 (POM/TiO2)3电子界面层的制备
3.2.2.3 水溶性的CdSe0.65Te0.35合金量子点的制备
3.2.2.4 QDSCs的组装
3.2.3 结果与讨论
3.2.4 本章小结
第四章 石墨烯负载四氧化三钴和碳化钨纳米材料作为低成本的对电极催化剂
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验材料
4.2.2 氧化石墨烯的合成
4.2.3 ZIF-67@H2W12的合成
4.2.4 Co3O4-WC-CN/rGO的合成
4.2.5 对电极的制备
4.2.6 太阳能电池的组装
4.3 结果与讨论
4.4 本章小结
第五章 多酸的结构-特性的关系在染料敏化太阳能电池中的应用
5.1 前言
5.1.1 DSSCs的发展和挑战
5.2 多酸的能级调控
5.2.1 多酸的能级的测定方法
5.2.2 多酸的能级调控
5.3 多酸作为电子接受体
5.3.1 多酸作为电子受体的机理
5.3.2 多酸的光电响应
5.3.3 多酸作为电子受体在DSSCs和QDSCs中的应用
5.3.4 多酸作为电子受体在PSCs中的应用
5.4 多酸的光敏性质
5.4.1 DSSCs中的染料概述
5.4.3 多酸作为光敏剂和共敏化剂及在DSSCs中的应用
5.4.4 多酸基光敏剂的理论研究
5.5 多酸的氧化还原和催化性质在DSSCs中的应用
5.5.1 多酸氧化还原性质在DSSCs电解质中的应用
5.5.2 多酸催化性质在DSSCs对电极中的应用
参考文献
结论
致谢
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本文编号：4049175
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