染料敏化ZnO太陽(yáng)能電池材料的制備及光電性能的研究.pdf

1、本文以合成不同形貌的ZnO材料作為染料敏化太陽(yáng)能電池（DSSC）的光陽(yáng)極材料為目的。探索了合成ZnO的最優(yōu)條件以及不同反應(yīng)條件對(duì)ZnO生長(zhǎng)的影響，進(jìn)而推測(cè)出ZnO生長(zhǎng)的機(jī)理。探索了不同尺寸ZnO團(tuán)聚型球的合成條件，以及用于DSSC中對(duì)DSSC的光電性能的影響。
　　研究了以谷氨酸為構(gòu)型劑進(jìn)行水熱反應(yīng)合成ZnO的條件，通過溫度、時(shí)間等條件實(shí)驗(yàn)，得出最優(yōu)化條件是在150℃下水熱10 h。通過濃度實(shí)驗(yàn)以及時(shí)間實(shí)驗(yàn)推測(cè)了谷氨酸與NaOH競(jìng)

2、爭(zhēng)體制作用下對(duì)ZnO生長(zhǎng)影響的作用機(jī)理，NaOH的濃度增加使ZnO具有生長(zhǎng)成為更長(zhǎng)更大的單元結(jié)構(gòu)的趨勢(shì)，從而生長(zhǎng)成為片狀結(jié)構(gòu)，而NaOH濃度進(jìn)一步增加則會(huì)使ZnO生長(zhǎng)成為棒狀結(jié)構(gòu)；相反，谷氨酸會(huì)阻止ZnO各向異性的生長(zhǎng)，從而使ZnO生長(zhǎng)成為小短棒狀組成的梭形的單元結(jié)構(gòu)。對(duì)谷-0.5-2（菜花狀）、谷-0.5-3（紅花狀）、谷-1-2（龍船花狀）三種樣品以及用作對(duì)比的ZnO納米顆粒作進(jìn)一步的材料表征發(fā)現(xiàn)谷-0.5-2（菜花狀）具有除納米顆

3、粒以外最大的比表面積，并具有最好的結(jié)晶度和內(nèi)部連結(jié)性。
　　以不同氨基酸為構(gòu)型劑，證明了不同氨基酸對(duì)ZnO生長(zhǎng)的作用規(guī)律的普適性。而氨基酸的作用又隨著等電點(diǎn)的不同呈規(guī)律性變化。氨基酸等電點(diǎn)的增加或者NaOH濃度的增加都會(huì)導(dǎo)致ZnO更容易形成片狀的單元結(jié)構(gòu)；相反，氨基酸等電點(diǎn)的降低或者氨基酸濃度的增加都會(huì)導(dǎo)致ZnO更容易形成由小短棒狀組成的梭形的單元結(jié)構(gòu)。
　　研究了谷-0.5-2（菜花狀）、谷-0.5-3（紅花狀）、谷-1-

4、2（龍船花狀）三種樣品以及ZnO納米顆粒作為光陽(yáng)極材料對(duì)DSSC光電性能的影響，發(fā)現(xiàn)具有較大比表面積、更好地內(nèi)部連接性的谷-0.5-2（菜花狀）更適合做光陽(yáng)極材料，其DSSC的光電性能最好（4.52％，比以NP為光陽(yáng)極材料的DSSC高21%）、電子轉(zhuǎn)移電阻最小、電子壽命最長(zhǎng)。
　　通過改變PVP的添加量改變ZnO團(tuán)聚型球的尺寸，并將得到的不同尺寸的ZnO團(tuán)聚型球應(yīng)用在DSSC的光陽(yáng)極中。發(fā)現(xiàn)隨著PVP添加量的增加，在一定范圍內(nèi)會(huì)導(dǎo)