納米TiO2膜電極的制備及光電性能研究.pdf

1、納米TiO2太陽(yáng)能電池具有成本低的優(yōu)點(diǎn),近十幾年來(lái)引起了各國(guó)科學(xué)家的廣泛關(guān)注。多孔納米TiO2薄膜和染料敏化劑是電池體系中最重要的部分。本文以水熱法合成了納米TiO2粒子,優(yōu)化了多孔納米TiO2薄膜電極的涂膜工藝,同時(shí)合成了[RuL2(NCS)2]·2H2O(L代表4,4’-二羧酸2,2’-聯(lián)吡啶)敏化劑,并對(duì)納米TiO2太陽(yáng)能電池的光電性能進(jìn)行了測(cè)試。以鈦酸異丙酯為原料,在稀硝酸環(huán)境下緩慢水解,得到TiO2前驅(qū)體,在水熱條件下結(jié)晶,合

2、成了銳鈦礦型納米TiO2粒子。對(duì)其進(jìn)行了XRD、比表面、孔徑、粒度、Zeta電位的測(cè)試和分析。并用自制的納米TiO2粒子在導(dǎo)電玻璃基片上涂膜,優(yōu)化了涂膜工藝,并對(duì)表面有裂紋的多孔納米TiO2膜電極進(jìn)行了后處理。得到了表面平整,微觀上有微孔的多孔納米TiO2膜電極。以二聯(lián)吡啶羧酸酯和RuCl3·xH2O為原料,在無(wú)水無(wú)氧條件下,合成了[RuL2(NCS)2]·2H2O敏化劑,并對(duì)其進(jìn)行紅外吸收光譜和紫外-可見(jiàn)吸收光譜的測(cè)試,結(jié)果表明,[R

3、uL2(NCS)2]·2H2O敏化劑在530nm處出現(xiàn)強(qiáng)吸收峰,這恰好在太陽(yáng)光最佳的波長(zhǎng)范圍內(nèi)?？疾榱宋唇?jīng)后處理和、經(jīng)兩種方法后處理的多孔納米TiO2膜電極對(duì)太陽(yáng)能電池的影響。結(jié)果表明,經(jīng)過(guò)后處理的多孔納米TiO2膜電極較未經(jīng)后處理的多孔納米TiO2膜電極的光電性能要好,以第二種方法后處理的多孔納米TiO2膜電極為最佳?？疾榱薣RuL2(NCS)2]·2H2O、酞菁銅和磷鉬釩雜多藍(lán)三種不同的敏化劑,對(duì)太陽(yáng)能電池電池性能的影響。結(jié)果表明,

4、[RuL2(NCS)2]·2H2O的敏化效果最好,酞菁銅次之,磷鉬釩雜多藍(lán)的敏化性能最差。考查了鉑電極和金電極對(duì)太陽(yáng)能電池電池性能的影響。結(jié)果表明,鉑電極的性能要優(yōu)于金電極。得到了太陽(yáng)能電池的最佳條件：采用方案2后處理的多孔納米TiO2膜電極,以自制的[RuL2(NCS)2]·2H2O為敏化劑,以濺射于硅基片上的鉑電極為背電極。光電性能參數(shù)為：開(kāi)路電壓Voc=0.46V,短路電流Isc=0.37mA,填充因子FF=0.56,光電轉(zhuǎn)化效率