TiO2纳米管阵列的制备及其在DSSC中的应用研究的开题报告

TiO2纳米管阵列的制备及其在DSSC中的应用研究的开题报告摘要随着全球能源危机的加剧，寻找新的可再生能源成为了全球研发领域的热点，其中以太阳能电池为一种能够有效转换太阳能为电能的新型能源设备，受到了广泛的关注与研究。本文将研究钛酸酯与去离子水混合物中制备出TiO₂纳米管阵列，并通过一系列实验测试了其材料性质和电学性能。最后将利用所制备的TiO₂纳米管阵列作为敏化剂，制备染料敏化太阳能电池（DSSC），并探究其光伏转换效率和稳定性。关键词：TiO₂纳米管阵列，染料敏化太阳能电池，光伏转换效率，稳定性AbstractWiththeaggravationoftheglobalenergycrisis,findingnewrenewableenergysourceshasbecomeahottopicintheglobalresearchanddevelopmentfield.Amongthem,solarcells,asanewtypeofenergydevicethatcaneffectivelyconvertsolarenergyintoelectricalenergy,haveattractedwidespreadattentionandresearch.Inthisstudy,TiO₂nanotubearrayswerepreparedbymixingtitaniumalkoxidewithdeionizedwater,andaseriesofexperimentswerecarriedouttotesttheirmaterialpropertiesandelectricalproperties.Finally,theTiO₂nanotubearraywasusedasasensitizertoprepareadye-sensitizedsolarcell(DSSC),andthephotovoltaicconversionefficiencyandstabilitywereexplored.Keywords:TiO₂nanotubearray,dye-sensitizedsolarcell,photovoltaicconversionefficiency,stability1.研究背景太阳能电池是一种将太阳能转换为电能的设备，具备能量转换高效、稳定性好、使用寿命长等优点，在能源领域具备广阔的应用前景。但是，普通太阳能电池制作成本高、能量转换效率低，严重限制了其应用范围。为了提高太阳能电池的效率和降低制造成本，采用了染料敏化太阳能电池技术。染料敏化太阳能电池（DSSC）是一种新型的太阳能电池，其具有制作工艺简单、低成本、高性能等优点。其中，TiO₂纳米管阵列作为DSSC的敏化剂，具备光吸收能力强、电子传输速度快、稳定性好等优点。因此，研究TiO₂纳米管阵列的制备及其在DSSC中的应用具有重要意义。2.研究目的本文主要研究钛酸酯与去离子水混合物中制备出TiO₂纳米管阵列，并探究其材料性质和电学性能。最后，将利用所制备的TiO₂纳米管阵列作为敏化剂，制备染料敏化太阳能电池（DSSC），并测试其光伏转换效率和稳定性，以期为太阳能电池的研发提供参考。3.研究方法（1）制备TiO₂纳米管阵列将钛酸酯加入去离子水中，混合均匀后加入氢氧化钠水溶液进行水解反应，形成TiO₂纳米管阵列。（2）测试材料性质利用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等仪器测试TiO₂纳米管阵列的形貌结构和晶体结构。用X射线衍射仪（XRD）测试TiO₂纳米管阵列的晶体结构和晶格参数，并采用氮气吸附-脱附技术测试其比表面积。（3）测试电学性能利用电化学工作站测试TiO₂纳米管阵列的电导率、电流密度和电化学响应性能。（4）制备DSSC将染料吸附到TiO₂纳米管阵列表面，制成染料敏化太阳能电池。（5）测试光伏转换效率和稳定性利用特定光源对DSSC进行测试，测量其光电转换效率和稳定性。4.