敏化納晶TiO-,2-薄膜電極的制備及性能研究.pdf

1、近年來，敏化太陽能電池以其優(yōu)良的性能和低廉的成本，以及分子水平上的可設(shè)計性而引起全世界研究人員的關(guān)注。TiO<,2>半導(dǎo)體材料具有優(yōu)異的性能和成本低廉以及對環(huán)境無污染的特點(diǎn)，成為太陽能電池的重要組成部分。 本論文主要工作之一，是在溶膠一凝膠法和水熱法制備TiO<,2>膠體溶液的基礎(chǔ)上，利用絲網(wǎng)印刷技術(shù)制備TiO<,2>薄膜電極；并對制備TiO<,2>薄膜電極的工藝條件進(jìn)行了研究，以優(yōu)化納晶TiO<,2>多孔薄膜的微結(jié)構(gòu)，得到性能

2、良好的納晶TiO<,2>多孔薄膜電極，使其組裝的太陽能電池具有較高的光電轉(zhuǎn)換效率。本論文主要工作之二，是用化學(xué)沉積法制備窄帶隙納米微粒CdSe，以敏化絲網(wǎng)印刷制備的TiO<,2>薄膜電極，為新型高效光電化學(xué)電池的應(yīng)用開辟方向。 在溶膠-凝膠法和水熱法制備TiO<,2>膠體的基礎(chǔ)上，利用絲網(wǎng)印刷技術(shù)制備納晶TiO<,2>多孔薄膜電極，對增稠劑乙基纖維素以及三種表面活性劑松油醇、聚丙烯酸甲酯、TX-100與TiO<,2>膠體之間的質(zhì)

3、量比例進(jìn)行了優(yōu)化，并利用XRD、SEM、TEM、N<,2>吸附-脫附、XPS和紫外-可見分光光度儀對TiO<,2>納晶多孔薄膜的晶型、粒徑、比表面、表面結(jié)合態(tài)和吸收光譜進(jìn)行了表征分析。采用有機(jī)染料對TiO<,2>納晶薄膜進(jìn)行敏化后，在光強(qiáng)為100mW/cm<'2>的條件下，由TiO<,2>薄膜電極組裝的染料敏化太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)6.9％，顯示了良好的光電化學(xué)性能。化學(xué)修飾對納晶TiO<,2>多孔薄膜電極的光電性能產(chǎn)生很大的影響

4、。研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過TiCl<,4>修飾處理后可以增加TiO<,2>薄膜電極的表面粗糙度和染料吸附量，使光電轉(zhuǎn)換效率得到了進(jìn)一步的提高，其光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)7.59％。 采用化學(xué)沉積法在TiO<,2>納晶薄膜電極表面制備了窄帶隙納米微粒CdSe，對絲網(wǎng)印刷制備的TiO<,2>納晶薄膜電極進(jìn)行敏化處理，制備了TiO<,2>/CdSe薄膜電極；同時利用XRD、SEM、EDS、TEM、XPS和紫外-可見分光光度儀對TiO<,2>/CdSe復(fù)