低溫染料敏化太陽(yáng)能電池光陽(yáng)極材料及其性能的研究.pdf

1、低溫染料敏化太陽(yáng)能電池由于基底的適用范圍更加廣泛，可以應(yīng)用在柔性塑料基底上，因而更加適合于工業(yè)化的卷對(duì)卷大規(guī)模生產(chǎn)。本論文制備了 N摻雜TiO2和N,La共摻雜TiO2材料，并將其作為低溫DSSC的光陽(yáng)極材料制備了低溫DSSC。通過(guò)優(yōu)化材料的性能來(lái)提高低溫DSSC的短路電流，從而增大DSSC的光電轉(zhuǎn)換效率。
　　采用尿素作氮源利用溶膠-凝膠法合成了氮摻雜 TiO2粉末，并利用 SEM， TEM，BET，XRD，DRS，XPS等分析

2、方法對(duì)其進(jìn)行了表征，研究發(fā)現(xiàn)氮摻雜TiO2顆粒尺寸要比純TiO2小；且N摻雜進(jìn)TiO2材料之后以取代型N摻雜和間隙性N摻雜兩種方式存在，即在氮摻雜TiO2材料中不僅存在著N-Ti-N鍵，而且存在著Ti-O-N鍵；同樣發(fā)現(xiàn)氮的摻雜可以促進(jìn)其形成銳鈦礦晶型，抑制其形成金紅石晶型；氮的摻雜還可以減小TiO2的禁帶寬度，改善純的TiO2禁帶寬度較大的缺陷，從而提高對(duì)可見(jiàn)光的吸收，并且氮含量越高，其對(duì)太陽(yáng)光的利用率就越高。將N摻雜TiO2作為光陽(yáng)

3、極材料制備成低溫DSSC，并對(duì)電池的光電性能進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)N摻雜TiO2低溫DSSC的性能均優(yōu)于未摻雜的TiO2低溫電池，其中當(dāng)摻雜的氮含量為4％時(shí)，電池的光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到最大5.18%，相比未摻雜的TiO2低溫DSSC的4.22%，提高了22.7%，短路電流的提升提高了22.2%。
　　在N摻雜的基礎(chǔ)上，選取最優(yōu)化的N含量不變制備了N,La共摻雜TiO2材料，并利用SEM，TEM，BET，XRD，DRS，XPS等表征手段對(duì)其進(jìn)

4、行分析，發(fā)現(xiàn)共摻雜樣品可以實(shí)現(xiàn)兩種摻雜元素的協(xié)同效應(yīng)，對(duì)可見(jiàn)光的利用率更高。將其作為光陽(yáng)極材料組裝成低溫DSSC，并與N摻雜TiO2低溫DSSC，La摻雜TiO2低溫DSSC進(jìn)行了對(duì)比，發(fā)現(xiàn)N,La共摻雜TiO2低溫DSSC的光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了最大5.33%，相比未摻雜TiO2，La摻雜TiO2和N摻雜TiO2低溫DSSC，分別為4.02%，4.58%和4.72%，提升了32.6%，16.4%和12.9%，光電流相比提升了32.8%，1