论文开题：TiO2空心球的水热法合成及其在染料敏化太阳能电池薄膜中的应用

大学本科毕业论文(设计)开题报告
学院：　　材料科学与工程　　　　　　　　　　　专业班级：　　　应用化学

课题名称 TiO2空心球的水热法合成及其在染料敏化太阳能电池薄膜中的应用

1、本课题的的研究目的和意义：
染料敏化太阳能电池(DSSC)作为新一代太阳能电池，由于具有成本低廉、制作工艺简单及较高的光电转换效率等优点而引起越来越广泛地关注。光阳极是DSSC的核心部件，它主要起着吸附染料和传输电子的作用。一般来说，理想的光阳极材料应同时具备较大的比表面积，快速电子传输能力和较高的光散射性能。纳晶TiO2由于具有较大的比表面积而被广泛应用于DSSC中，但是纳晶TiO2颗粒间的大量晶界以及较小的颗粒尺寸限制了DSSC的光电转换效率。近年来，层次结构的TiO2由于同时具备较高的比表面积，快速传输电子能力以及较强
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2和介孔TiO2空心球。将纳晶TiO2作为光阳极的底层，介孔TiO2空心球作为反射层，构成具有双层结构光阳极膜。TiO2空心球作为双层膜的上层不仅对电子传输起到了促进作用，并且作为上层膜会产生光散射的作用、增加了光的传输路径、提高了光的利用率。
4、拟解决的关键问题：
1）如何合成TiO2空心球
2）如何合成纳晶TiO2
3）怎样利用已合成的纳晶TiO2和TiO2空心球制备光阳极

5、研究思路、方法和步骤：
将纳晶TiO2作为光阳极的底层，介孔TiO2空心球作为反射层，构成具有双层结构光阳极膜。空心球较纳晶有更高的比表面积，因而提高了染料分子的吸收和光捕获效应。和纳晶相比，空心球因为减少了粒子之间接触障碍而拥有了更快的电子传输速率。MS-TiO2由于介孔结构也将加强电池中电解质的扩散。I3-/I-的有效扩散使得染料再生。来自MS-TiO2的光散射延长了光在光阳极膜内的传输距离能够提供更多的机会让染料分子吸收光子，使得光电极光捕获能力显著增强。

步骤：1）合成TiO2空心球
2）合成纳晶TiO2
3）利用已合成的纳晶TiO2和TiO2空心球制备光阳极


6、本课题的进度安排：
2012.1-2012.2查阅文献，了解染料敏化太阳能电池
2012.2-2012.3整理文献、确定论文框架，拟定提纲，进入实验初期阶段
2012.3-2012.4开题，上交开题报告，合成纳晶TiO2
2012.4-2012.5合成TiO2空心球，涂膜，制备双层结构光阳极
2012.5-2012.6 对制备的光阳极采用*射线衍射仪(*RD)、场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)和比表面积分析仪对样品进行表征
2012.6交初稿给老师批阅

7、参考文献：
[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]李品将. 染料敏化太阳能电池中PEG基体集合物电解质和低铂负载量对电极的研究
[D]. 华侨大学博士学位论文,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，当前仅显示1630字，请阅读下面提示信息。收藏《论文开题：TiO2空心球的水热法合成及其在染料敏化太阳能电池薄膜中的应用》）