TiO2PW复合薄膜染料敏化太阳能电池的制备及性能研究的开题报告.docx

TiO2PW复合薄膜染料敏化太阳能电池的制备及性能研究的开题报告

一、选题背景和研究意义

化石能源的历史已经超过200年，复杂的石油化学合成技术，进一步将我们的社会转型为化石能源工业体。但是随着人类经济水平和文明程度的不断发展，化石能源却面临着越来越多的困境，其中包括能源供应、环境污染和气候变化等问题。

太阳能作为一种新型化学能源，无污染、广泛存在、寿命长、维护成本低等优点，被越来越多的人所重视。其中染料敏化太阳能电池具有简单制备、自然色泽、低成本等特点，受到了广泛的关注。

二、研究目的和具体内容

本次研究的主要目的就是制备一种TiO2PW复合薄膜，在其基础上研究染料敏化太阳能电池的性能，以提高其光电转换效率。

具体研究内容包括以下几个方面：

1.制备TiO2PW复合薄膜，通过对其表面形貌、元素成分和结构进行分析，确定最佳制备工艺。

2.制备染料敏化太阳能电池，测定其光电性能，并通过改变光伏材料和电池结构等方式来提高其电池性能。

3.研究TiO2PW复合薄膜的光伏机理，从分子水平上探究其仪器表现。

4.比较TiO2PW复合薄膜染料敏化太阳能电池在室内和户外条件下的光化学转换效率差异，并提出有效的改进措施。

三、研究方法和技术路线

本次研究计划采用以下几种研究方法：

1.基于物理气相沉积的技术制备TiO2PW复合薄膜，并通过紫外-可见吸收光谱、场发射扫描电镜、X射线衍射仪和四点探针等仪器分析其表面形貌、元素成分和结构，优化制备工艺。

2.选取合适的光伏材料制备染料敏化太阳能电池，并通过记录电池的电流密度-电压特性曲线、光谱响应以及暴露时间等参数，评估太阳电池的光电转换性能，最终优化电池性能。

3.采用赝势密度泛函理论（DFT）对TiO2PW复合薄膜的分子结构进行模拟计算，探究其光伏机理，尝试从分子水平上探索其性能特点。

4.在实际应用中对TiO2PW复合薄膜染料敏化太阳能电池在室内和户外条件下光化学转换效果进行对比研究，并提出有效的提高其效率的改进措施。

四、预期成果和意义

本次研究预计制备出一种性能优良的TiO2PW复合薄膜，并成功制备染料敏化太阳能电池，最终达到预期的光电转换效率。通过本次研究，我们能够进一步深入了解TiO2PW复合薄膜的性质和作用机理，优化太阳能电池的制作工艺和性能，有望为提高染料敏化太阳能电池的应用前景和推广发展提供有效的技术支撑。