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碳纳米管复合体制备及其在染料敏化太阳电池光阳极中的应用.doc

上传人:nacm35 文档编号:6288423 上传时间:2019-04-04 格式:DOC 页数:2 大小:47KB
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资源描述

1、TiO2/碳纳米管复合体制备及其在染料敏化太阳电池光阳极中的应用实验步骤:A. 导电玻璃的清洗导电玻璃采用 FTO(掺 F的 Snq,秦皇岛耀华玻璃仪器厂,200 泊,透过率大于 80%)。裁剪后玻璃大小 1.sclnx2.ocm,将玻璃先用清水冲洗,再分别用蒸馏水、丙酮、无水乙醇超声清洗 20min。清洗后的玻璃制入盛有无水乙醇的烧杯中待用。B制纳米 TiO2溶胶:1 在 100毫升的烧杯中加入 25毫升的无水乙醇,再加入 0.70.8毫升的冰醋酸。2用干燥的筒量取 10毫升的钛酸丁酯缓慢加入上述烧杯中,在磁力搅拌器下,搅拌 1020分钟。3往恒压漏斗中先加入 10毫升无水乙醇,再加0.9毫

2、升浓盐酸和 2.1毫升的蒸馏水。缓慢滴加入上述溶液中(滴加速度为 1滴 4秒) ,并保持搅拌 3个小时。4搅拌完后,得到溶胶 1.C.制纳米 TiO2膜电极:1.将制得的 TiO2溶胶(电极面积为 0.25 cm)在马沸炉中恒温 450度煅烧 1小时在调节温度到 500度烧 1小时,冷却至室温后取出,即制成纳米 TiO2粉末。2.取 1克 TiO2粉末放于玛瑙研钵中,取 0.15毫升乙酰丙酮和 4毫升去离子水放于烧杯中,在研磨时缓慢加入上述溶液,研磨 1小时后加入 23滴(0.15ml)曲拉通 Y。3.将洗好的导电玻璃取出,用万用表测出导电面,将导电面向上放置,酒精棉球擦干净玻璃表面,将透明胶

3、条贴在玻璃两边,留出电池的两极。4将上述的粉末溶液均匀的涂在导电玻璃上,自然晾干后,放在坩埚上,马 沸 炉 中 恒 温 723 煅 烧 30 分 钟 。 即 制 的 纳米 TiO2膜电极.C制备 TiO2/碳纳米管复合体:1.取 2克碳纳米管加入 100 毫升的硝酸,超声 30 分钟; 将超声后的混合液移入 250 毫升圆底烧瓶中,加入浓硝酸,放入磁子和沸石;装上回馏装置,在 130度时进行回馏 2 小时;回馏完毕的碳管转移至抽滤瓶上的漏斗,用蒸馏水洗涤至中性,再转至培养皿中,在烘箱中烘干。2.0.16 毫升浓硝酸,0.51 毫升的去离子水,15 毫升的无水乙醇,在搅拌加入适量碳纳米管搅拌 3

4、0分钟,超声 30分钟,得到溶液 2。3.将上述制的 TiO2 按适当的比例(1%,3%)将其缓慢的加入溶液 2中,继续搅拌 30分钟,烘干 12小时。4 取 一 定 量 该 混 合 溶 胶 于 坩 埚中 , 在 马 沸 炉 中 恒 温 723K 煅 烧 30 分 钟 , 制 备 TiO2/CNT 复 合 体 。 5.按 制 备纳米 TiO2膜电极的方法制备 TiO2/CNT 复 合 体 膜电极。D在染料敏化太阳电池光阳极中的应用取 N719染料 0.00359,量取 5ml乙睛和 5ml叔丁醇混合,将染料倒入(由于乙睛是强挥发性物质,所以磁力搅拌时用保鲜膜密封)常温下搅拌 3h,即可配制成

5、0.3mM的 N719溶液。为了避免溶剂的挥发和染料在长时间光照下发生分解所有配制好的染料均避光密封保存。E.电池的封装将制备好的光电极置于 N719染料中浸泡,所有样品均常温避光保存 24h。取出,无水乙醇清洗,自然干燥后,将吸附了染料的电极与铂电极用夹子夹住,注入电解质溶液。迅速置于模拟太阳光下测试。首先研究染料敏化 TiO2/CNT复合膜电极的光电特性,然后与镀铂对电极,电解质溶液一起封装成太阳能电池,以氙灯作为光源,测定光电流,电压值,获得电池的伏安特性曲线,算出电池的光电转换效率。TiO2的伏安曲线图(TiO2 浸泡在 0.015克曙红 Y和 30毫升的无水乙醇的染料超声 10分钟中

6、浸泡 30分钟,得到染料敏化电极。在自然光下测定。)表征:1. 化学工作站测量薄膜的光电流和光电压方法,通过对比不同制备方法制得的复合薄膜与 Ti02薄膜,发现 MWNTs 的加入和加入量对 Ti02薄膜的光电特性有一定的影响。明暗光对其影响。2. SEM加入不同的碳纳米管做几个 sem, (三中粉(TiO2 粉末,1%MWNTs, 3%MWNTs)末经乙醇中超声后分散于导电玻璃上做 SEM 图)4 组 sem 涂膜后不煅烧直接做 sem,涂膜后煅烧做 sem(TiO2 粉末,3%MWNTDs)3. XRD做一个加入不同的碳纳米管的 xrd(3 组对比分别为 TiO2 粉末,1%MWNTs, 3%MWNTs)4. TG DTA5 紫外 表征复合薄膜的透射率6. 电池的光电性能表征

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