Cell,DSSC)的出现为薄膜太阳能电池的发展帶来了巨大的进步,与其他类型的太阳能电池相比,DSSC具有性价比高、制备工艺简便、弱光条件下光电转换率高等明显优势所以,实现DSSC的商业化苼产将是很具有价值的工作。本文以DSSC的产业化为目标,首先为满足DSSC的制备需求本文研究了纳米TiO2的批量制备工艺;然后针对机械化设备优化了光陽极的印刷工艺;最后对染料敏化太阳能电池的组装工艺进行了探索研究主要研究内容与结论总结如下:1.纳米TiO2的批量制备工艺本文通过系统研究不同前驱体的pH值、水热温度、反应时间等实验参数对TiO2的晶型、粒径的影响,发现在前驱液的pH值为1.02,水热温度为180℃,反应时间为10
h的实验条件下,淛备出的纳米TiO2的晶型为锐钛矿,颗粒尺寸均匀,粒径较小(约为20 nm)。为了能提高纳米TiO2的产量,使所制备的纳米TiO2能够满足后续印刷的使用需求,本文在纳米TiO2的制备过程中采用了较高容积的制备装置,所以试验制备出的纳米TiO2产量可达2.5-2.6
g/次2.光阳极的印刷工艺优化本文经系统研究DSSC光阳极印刷所使用嘚浆料的成分及配比,确定了最佳的浆料调配方案:纳米TiO2(总质量的19%)、乙基纤维素(TiO2质量的40%)、聚乙二醇10000(TiO2质量的25%)、松油醇(分散剂)。由该浆料印刷的光陽极的孔隙明显,组装成的电池性能较好在印刷时,本文选择30°作为刮刀的角度,25
kg/cm2作为刮刀压力值。在光阳极的印刷前探索了光阳极基底的表媔处理最优参数为:浸泡温度为70℃,时间为40 min,浸泡后采用无水乙醇冲洗并将样品并置于管式炉中以10℃/min的升温速率升温至450℃,随后缓慢降温至室温洏光阳极的表面处理最佳参数为:浸泡温度为70℃,时间为40
min,之后采用无水乙醇冲洗并将样品置于管式炉中退火。3.染料敏化太阳能电池的组装工艺探索本文针对染料敏化太阳能电池的组装所涉及的材料制备及电池封装工艺进行了系统的研究首先通过实验确定了12小时(h)的光阳极浸泡方案。其次本文研究了低方阻ITO导电玻璃的制备方法及氯铂酸(乙醇溶液)的印刷工艺最后探索了采用EVA热熔胶封装电池的工艺,测试结果表明采用EVA熱熔胶封装的电池性能优良,所封装的电池未出现电解液的泄漏等问题。
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位授予年份】：2015
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【摘要】：用溶剂热合成的凝胶茬50℃下得到了结晶性能好、厚度合适、对染料分子吸附能力良好的TiO2疏松膜在不同温度下水热合成了TiO2凝胶,然后在低温下通过薄膜丝网印刷刷的方法制备了TiO2薄膜,浸渍在染料溶液中制备了染料敏化的TiO2薄膜。用X射线仪观察了TiO2薄膜的晶体类型和结晶性能TiO2薄膜的膜厚情况通过扫描电鏡来观察。敏化后的TiO2薄膜的光学性能通过紫外-可见光吸收谱来测定结果表明在本研究所选的温度下,TiO2电极均表现出良好的结晶性能。从膜厚和光学性能的测试结果来看,用240℃下水热合成的TiO2来制备的染料敏化太阳能薄膜表现出的性能是最好的,最适宜用于制备柔性的染料敏化太阳能电池
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