論文開題：TiO2空心球的水熱法合成及其在染料敏化太陽能電池薄膜中的應(yīng)用

大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)開題報告
學(xué)院：　　材料科學(xué)與工程　　　　　　　　　　　專業(yè)班級：　　　應(yīng)用化學(xué)

課題名稱 TiO2空心球的水熱法合成及其在染料敏化太陽能電池薄膜中的應(yīng)用

1、本課題的的研究目的和意義：
染料敏化太陽能電池(DSSC)作為新一代太陽能電池，由于具有成本低廉、制作工藝簡單及較高的光電轉(zhuǎn)換效率等優(yōu)點而引起越來越廣泛地關(guān)注。光陽極是DSSC的核心部件，它主要起著吸附染料和傳輸電子的作用。一般來說，理想的光陽極材料應(yīng)同時具備較大的比表面積，快速電子傳輸能力和較高的光散射性能。納晶TiO2由于具有較大的比表面積而被廣泛應(yīng)用于DSSC中，但是納晶TiO2顆粒間的大量晶界以及較小的顆粒尺寸限制了DSSC的光電轉(zhuǎn)換效率。近年來，層次結(jié)構(gòu)的TiO2由于同時具備較高的比表面積，快速傳輸電子能力以及較強
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2和介孔TiO2空心球。將納晶TiO2作為光陽極的底層，介孔TiO2空心球作為反射層，構(gòu)成具有雙層結(jié)構(gòu)光陽極膜。TiO2空心球作為雙層膜的上層不僅對電子傳輸起到了促進(jìn)作用，并且作為上層膜會產(chǎn)生光散射的作用、增加了光的傳輸路徑、提高了光的利用率。
4、擬解決的關(guān)鍵問題：
1）如何合成TiO2空心球
2）如何合成納晶TiO2
3）怎樣利用已合成的納晶TiO2和TiO2空心球制備光陽極

5、研究思路、方法和步驟：
將納晶TiO2作為光陽極的底層，介孔TiO2空心球作為反射層，構(gòu)成具有雙層結(jié)構(gòu)光陽極膜。空心球較納晶有更高的比表面積，因而提高了染料分子的吸收和光捕獲效應(yīng)。和納晶相比，空心球因為減少了粒子之間接觸障礙而擁有了更快的電子傳輸速率。MS-TiO2由于介孔結(jié)構(gòu)也將加強電池中電解質(zhì)的擴散。I3-/I-的有效擴散使得染料再生。來自MS-TiO2的光散射延長了光在光陽極膜內(nèi)的傳輸距離能夠提供更多的機會讓染料分子吸收光子，使得光電極光捕獲能力顯著增強。

步驟：1）合成TiO2空心球
2）合成納晶TiO2
3）利用已合成的納晶TiO2和TiO2空心球制備光陽極


6、本課題的進(jìn)度安排：
2012.1-2012.2查閱文獻(xiàn)，了解染料敏化太陽能電池
2012.2-2012.3整理文獻(xiàn)、確定論文框架，擬定提綱，進(jìn)入實驗初期階段
2012.3-2012.4開題，上交開題報告，合成納晶TiO2
2012.4-2012.5合成TiO2空心球，涂膜，制備雙層結(jié)構(gòu)光陽極
2012.5-2012.6 對制備的光陽極采用*射線衍射儀(*RD)、場發(fā)射掃描電鏡(FESEM)、透射電鏡(TEM)和比表面積分析儀對樣品進(jìn)行表征
2012.6交初稿給老師批閱

7、參考文獻(xiàn)：
[1]Adams W G, Day R E. Photovoltaic effect in Selenium [J]. Proceedings of the Royal Society of London Series A, 1876, 25: 113-120.
[2]O’Regan B, Gratzel M. A low-cost high-efficiency solar cell based ondye-sensitizedcolloidal TiO2 films [J]. Nature, 1991, 353: 737–740.
[3]李品將. 染料敏化太陽能電池中PEG基體集合物電解質(zhì)和低鉑負(fù)載量對電極的研究
[D]. 華僑大學(xué)博士學(xué)位論文,2008.
[4]B. O’Regan, M. Gratzel, Nature, 1991, 353, 737-740.
[5]A. Yella, H. W. Lee, H. N. Tsao, C. Yi, A. K. Chandiran, M. K. Nazeeruddin, E ……（未完，全文共2564字，當(dāng)前僅顯示1630字，請閱讀下面提示信息。收藏《論文開題：TiO2空心球的水熱法合成及其在染料敏化太陽能電池薄膜中的應(yīng)用》）