摻鋁氧化鋅納米棒染料敏化太陽(yáng)能電池的制備及光電性能研究.pdf

1、傳統(tǒng)的染料敏化太陽(yáng)能電池(DSSC)采用TiO2作為光陽(yáng)極，制作成本較高，載流子容易復(fù)合，吸收光譜與太陽(yáng)光譜不匹配，導(dǎo)致光電轉(zhuǎn)換效率低。采用ZnO作為光陽(yáng)極，可以降低成本，通過摻雜可減少電子復(fù)合，且用曙紅Y敏化后可提高對(duì)可見光的吸收率。本文采用化學(xué)浴沉積法(CBD)制備Al摻雜ZnO(AZO)納米棒作為光陽(yáng)極，再用鈦酸四丁酯(TBOT)和Na2S摻雜，以曙紅Y作為敏化劑，組裝成AZO納米棒DSSC，對(duì)AZO納米棒的結(jié)構(gòu)和形貌及其染料敏化

2、太陽(yáng)能電池的光電性能作相應(yīng)的表征，主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:
　　1、采用CBD法在AZO導(dǎo)電基底上生長(zhǎng)AZO納米棒，研究了Al(NO3)3·9H2O濃度(0mmol/L～5 mmol/L)和Al摻雜次數(shù)對(duì)AZO納米棒生長(zhǎng)的影響。結(jié)果表明:Al(NO3)3·9H2O濃度為4 mmol/L時(shí)，AZO納米棒具有六角纖鋅礦結(jié)構(gòu)，結(jié)晶性較好，明顯沿c軸擇優(yōu)取向，且AZO納米棒分布均勻、組織致密、透射率較高;經(jīng)4次Al摻雜后，AZO薄膜結(jié)晶性

3、最佳，具有c軸擇優(yōu)取向，但致密性較差。
　　2、利用TBOT對(duì)AZO納米棒摻雜(Al(NO3)3·9H2O濃度為2 mmol/L），探討了TBOT濃度對(duì)AZO納米棒生長(zhǎng)的影響。結(jié)果表明:TBOT濃度為O.4mol/L時(shí)，AZO表面均勻分布著TiO2顆粒，組織致密，結(jié)晶性較好，透射率約為65％。
　　3、利用Na2S對(duì)AZO納米棒(Al(NO3)3·9H2O濃度為2mmol/L）處理后，采用兩步法再次生長(zhǎng)AZO納米棒，探討了N

4、a2S濃度對(duì)AZO納米棒生長(zhǎng)的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):Na2S為3 mmol/L時(shí)，組織致密，結(jié)晶性較好，但是AZO薄膜中Al含量降低，透射率約為70％。
　　4、采用曙紅Y敏化AZO納米棒，組裝成DSSC，研究了Al(NO3)3·9H2O濃度和AZO薄膜Al摻雜次數(shù)對(duì)DSSC的影響。研究表明:隨著Al(NO3)3·9H2O濃度的升高，光電轉(zhuǎn)換效率逐漸升高，在4 mmol/L時(shí)，效率達(dá)到0.421％，此時(shí)開路電壓為0.342 V，短路電流

5、密度為5.303μA/cm2，填充因子為0.232，繼續(xù)增加Al(NO3)3·9H2O濃度，效率降低。隨著AZO薄膜Al摻雜次數(shù)的增加，光電轉(zhuǎn)換效率升高，Al摻雜4次時(shí)，AZO薄膜的效率達(dá)到0.268％，此時(shí)開路電壓為0.215 V，短路電流密度為3.803μA/cm2，填充因子為0.327。
　　5、采用曙紅Y敏化不同濃度的TBOT處理后的AZO納米棒，研究了TBOT濃度對(duì)DSSC的影響。研究發(fā)現(xiàn):隨著TBOT濃度的增加，光電轉(zhuǎn)

6、換效率逐漸升高，在TBOT濃度為0.4 mol/L時(shí)，效率達(dá)到0.210％，且開路電壓為0.371 V，短路電流密度為2.089μA/cm2，填充因子為0.271，繼續(xù)增加TBOT濃度，效率反而下降了。
　　6、采用曙紅Y敏化不同濃度的Na2S處理后的AZO納米棒，研究了Na2S濃度對(duì)DSSC的影響。研究發(fā)現(xiàn):隨著Na2S濃度的增加，光電轉(zhuǎn)換效率逐漸升高，在3 mmol/L時(shí)，效率達(dá)到最大為0.360％，開路電壓為0.238 V，