氧化鋅納米棒陣列的制備及其作為染料敏化太陽能電池陽極的性能研究.pdf

1、作為一種重要的納米結(jié)構(gòu),氧化鋅納米棒陣列結(jié)構(gòu)具有很大的比表面積和量子尺寸效應(yīng),具有獨特的光、電、磁及化學(xué)性質(zhì),在染料敏化太陽能電池中具有潛在的應(yīng)用價值。但目前用于制備氧化鋅納米棒陣列結(jié)構(gòu)的方法大多較復(fù)雜,步驟較多,且需要輔助試劑、生長基底昂貴、成本較高,而得到的氧化鋅納米棒陣列的長度也往往有限,限制了其應(yīng)用。鑒于此,本文嘗試采用簡單的一步法在鋅片基底上制備多層氧化鋅納米棒陣列及類似形貌;通過研究堿性溶液中鋅片表面的腐蝕和氧化鋅生長過程,

2、期望構(gòu)造生長方向可控、比表面積大的氧化鋅陣列結(jié)構(gòu),并研究其作為染料敏化太陽能電池光陽極的性能。本文主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　1、利用簡單的溶液法對基底鋅片進行腐蝕,得到具有大比表面積的立體鏤空結(jié)構(gòu),進而以其為基底生長氧化鋅納米棒陣列,得到大比表面積的氧化鋅納米棒陣列。采用 X射線衍射儀(XRD)和掃描電鏡(SEM)分析了產(chǎn)物的晶體結(jié)構(gòu)和顯微形貌,并測定了其作為染料敏化太陽能電池陽極的性能。結(jié)果表明,制備的氧化鋅納米棒陣列的開路

3、電壓為0.49V,短路電流密度為3.59mA/cm2,填充因子為32.16％,光電轉(zhuǎn)化效率為0.56%。
　　2、采用簡單的溶液化學(xué)法,在乙二胺輔助作用下在鋅基底上制備了多層氧化鋅納米棒陣列,考察了基底溶液濃度、pH、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間等對納米棒陣列生長的影響。采用XRD和SEM分析了產(chǎn)物的晶體結(jié)構(gòu)和顯微形貌,并測定了其染料敏化太陽能電池性能。結(jié)果表明,提高溫度和基底溶液濃度有利于氧化鋅納米棒的生長,而提高pH值則有利于多層結(jié)構(gòu)的