纤维状染料敏化太阳能电池低成本对电极的制备及其性能研究的开题报告.docx

纤维状染料敏化太阳能电池低成本对电极的制备及其性能研究的开题报告
一、选题背景
太阳能电池是一种可以将太阳能转换为电能的设备，具有绿色、清洁的环保特点，因此备受关注。其中，染料敏化太阳能电池被认为是一种较为有前景的新型太阳能电池。它采用无机半导体和染料作为光电转换材料，具有光电转换效率高、制备成本低和制备方法简单等优势。其中，纤维状染料敏化太阳能电池特别具有潜力。不过，与传统的平板电池相比，纤维状染料敏化太阳能电池还面临着许多挑战，例如对电极的材料选择和制备方法等方面的要求更高。因此，本课题将研究纤维状染料敏化太阳能电池低成本对电极的制备及其性能，以期为其进一步应用提供有力支持。
二、研究意义与目的
当前，染料敏化太阳能电池与传统的硅基太阳能电池相比尚存在性能和成本等方面的差距。其中，电极材料是影响染料敏化太阳能电池性能的关键因素之一。本研究旨在通过研究比较常用的电极材料的制备方法与性能，探讨纤维状染料敏化太阳能电池最优的电极材料和制备方法，降低制备成本并提高电池的光电转换效率。具有重要理论意义和应用价值。
具体目标如下：
（1）研究比较纤维状染料敏化太阳能电池的电极材料，包括传统的FTO玻璃、有机ITO和铜纤维等材料的制备方法和性能。
（2）通过SEM、XRD等表征手段分析电极材料的表面形貌、晶体结构、电学性能等，以确定最优的电极材料及制备方法。
（3）搭建纤维状染料敏化太阳能电池实验系统，测试其性能参数，包括光电转换效率、填充因子和开路电压等。
（4）系统总结纤维状染料敏化太阳能电池的制备和性能研究，并提出下一步工作建议。
三、研究内容与实施方案
研究内容如下：
（1）电极材料的制备方法比较，包括FTO玻璃、有机ITO和铜纤维等常用的电极材料。
（2）电极材料的表征与性能评估，包括SEM、XRD、光学特性等表征手段对电极材料进行表面形貌、晶体结构、电学性能等方面的分析评估，以确定最优的电极材料和制备方法。
（3）太阳能电池的制备及测试，通过搭建实验系统，对采用最优电极材料制备的纤维状染料敏化太阳能电池进行性能测试，包括光电转换效率、填充因子、开路电压等方面的测试。
（4）研究总结与展望，综合分析实验结果，总结纤维状染料敏化太阳能电池的制备方法和性能，提出下一步研究方向的建议。
实施方案如下：
（1）电极材料的制备方法比较，包括FTO玻璃、有机ITO和铜纤维等常用的电极材料，通过文献调研和实验室实践等手段，综合比较不同电极材料的制备方法及影响因素。
（2）电极材料的表征与性能评估，通过SEM、XRD、光学特性等表征手段对电极材料进行表面形貌、晶体结构、电学性能等方面的分析评估。
（3）太阳能电池的制备及测试，通过搭建实验系统，制备纤维状染料敏化太阳能电池，测试其性能参数。
（4）研究总结与展望，综合分析实验结果，总结纤维状染料敏化太阳能电池的制备方法和性能，并对其进一步应用研究提出建议。
四、研究进度计划
本研究预计历时一年。具体研究进度计划如下：
|任务|起止时间|
|:-----:|:----:|
|电极材料制备方法比较|1-2月|
|电极材料表征与性能评估|3-4月|
|太阳能电池制备及测试|4-9月|
|研究总结与展望|9-12月|
五、参考文献
[1]荣茂富.染料敏化太阳能电池关键技术研究[J].现代电子技术,2016(5):183-187.
[2]周建莹,黄新,魏博,等.染料敏化太阳能电池的研究进展[J].吉林大学学报(自然科学版),2017,52(2):414-421.
[3]张屹华,张日宇,邢钦培.染料敏化太阳能电池研究进展[J].中国科技展望,2016(8):60-63.