EIS方法研究TiO-,2-薄膜光陽(yáng)極界面電荷傳輸.pdf

1、本論文中，我們首先制備了一系列的TiO<,2>膜電極，利用EIS(ElectrochemicalAC-Impedance Spectroscopy簡(jiǎn)稱EIS法)研究了外加不同偏壓對(duì)TiO<,2>的能帶彎曲及界面電荷傳輸?shù)挠绊懀黄浯螠y(cè)試了不同TiO<,2>膜電極的Mott-Schottky曲線，并計(jì)算了半導(dǎo)體的平帶電位及空間電荷層的載流子濃度；最后，利用EIS法研究了染料敏化TiO<,2>納米晶太陽(yáng)能電池(DSSC)的光電性能，探討了光強(qiáng)

2、、對(duì)電極制備條件、電解質(zhì)溶液的組成及TiO<,2>薄膜厚度等參數(shù)對(duì)DSSC界面電荷轉(zhuǎn)移的影響。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在以導(dǎo)電玻璃(ITO)為基底的TiO<,2>膜電極上，當(dāng)外加正偏壓時(shí)，TiO<,2>與電解質(zhì)及ITO之間形成的空間電荷層的能帶彎曲增大，在電解質(zhì)界面處的帶彎增大有利于光生電子一空穴的分離，而ITO與TiO<,2>間的空間電荷層帶彎的增大則不利于電子從TiO<,2>向ITO的遷移，因此在外加正偏壓下阻抗弧較大。而在外加負(fù)偏

3、壓下，情況恰恰相反。對(duì)DSSC的阻抗研究發(fā)現(xiàn)，阻抗譜中含有三個(gè)弧，分別是高頻處的Pt｜電解質(zhì)溶液的界面電荷轉(zhuǎn)移、中頻處的TiO<,2>薄膜｜電解質(zhì)溶液界面電荷轉(zhuǎn)移及低頻處的I<'->/I<,3><'->氧化還原電對(duì)在電解質(zhì)溶液的擴(kuò)散。電池的各部分是相互聯(lián)系的有機(jī)整體，任何一個(gè)部分的變化勢(shì)必影響到其它部分隨之發(fā)生變化，在交流阻抗譜中表現(xiàn)為阻抗弧的變化。通過(guò)阻抗的測(cè)試，可以提供更多的面的電荷轉(zhuǎn)移的信息，為進(jìn)一步提高電池的光電性能提供理論依據(jù)