TiO2纳米管花状微球的制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用开题报告

1. 研究目的与意义

自o'regan和grtzel的里程碑报告以来，染料敏化太阳能电池（dsscs）在过去几年中备受关注。

最近在提高效率方面取得了重大进展，包括新型敏化染料，电解质和光阳极（纳米晶金属氧化物薄膜光阳极通常是互连的tio2纳米颗粒的三维网络，其带隙与敏化染料很好地匹配。

tio2光阳极也是低成本和环境设计的特征。

2. 课题关键问题和重难点

染料敏化剂：在染料敏化太阳能电池中，染料敏化剂是检验吸收光能能力决定性因素。

而如何选择染料敏化剂便是很重要的：①是否牢牢粘合所要使用的纳米半导体氧化薄膜；②是否具有优良的稳定性；③是否在一定条件下还具有比较好的摩尔消光系数；④在对于整个太阳光光谱的吸收中，是否具有良好的吸收性能；⑤在能级跃迁中，需要光子能顺利的进入半导体光阳极薄膜的导带中，所以激发态的能级应该高于半导体光阳极薄膜的能级。

⑥所选的染料敏化剂应该具有匹配的氧化还原电势，因为需要染料分子能够还原并再生，并且为了电解液中存在的电子能与注入进去的电子发生反应。

3. 国内外研究现状（文献综述）

tio2简介二氧化钛，两性氧化物，其分子量为79.83，在涂料和美术用品上很是常见。

再者二氧化钛的熔点高，像我们日常生活中所常见的耐火玻璃，还有工艺制品珐琅、陶土等都是用其这一耐高温的特性所来制作的。

因为二氧化钛的稳定性好，所以在制取工作中，一般由四氯化钛分解，或者利用金红石酸解。

4. 研究方案

tio2电池的制备：（1）导电玻璃的清洗将导电玻璃切成1.5 cm2 cm的大小的方块，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20 min，自然晾干，清洗后的玻璃放入表面皿中，注意避免不要被灰尘污染，以备后用。

（2）tio2胶体制备称取tio2纳米棒和tio2纳米管粉末各1 g，放入玛瑙研钵中，加入0.1 ml乙酰丙酮，然后边研磨边加入4 ml水和乙醇的混合溶液（体积比1:1），在操作过程中应根据实际情况加入水和乙醇混合溶液。

研磨40 min后加入2滴op乳化剂（曲拉通x-100，能减小润湿角），继续研磨20 min使tio2分散均匀，在整个研磨过程中应注意用力均匀，避免产生气泡，使所制备的tio2胶体均匀[82]。

5. 工作计划

1月 5日~1月18日查文献资料，完成开题报告，做论文实验的准备工作2月25日~3月15日完成的第一批TiO2纳米管花状微球的制备及其电池组装3月18日~3月19日对第一次实验结果进行分析，及方法改进3月20日~3月26日进行第二批实验样本TiO2纳米管花状微球的制备及其电池组装3月27日~4月 3日 对第二次实验结果进行分析，及方法改进4月 5日~ 4月10日 准备毕业设计中期答辩工作4月11日~4月18日 样品通过X射线衍射仪（XRD）、场发射扫描电镜（FESEM）、透射电子显微镜（TEM）、紫外可见吸收光谱仪（UV-Vis）进行分析表征。

4月22日~4月29日 TiO2纳米管花状微球的制备及其在染料敏化太阳能电池中华的应用5月 1日~ 5月 10日 改变改性剂用量，改性时间，改性温度，对其活化度的影响进行探究5月11日~ 5月13日 对毕业设计几次实验进行总结，分析5月13日~5月20日 毕业论文撰写及毕业设计答辩