P3HT及CTCHT修饰纳米TiO2的光电性能研究.pdfVIP

第23卷第2期 高分子材料科学与工程 V01．23。NO．2 2007年3月 POI。YMERMATERIAI。SSCIENCEANDENGINEERINGMar．2007 郝彦忠1，蔡春立2 (1．河北科技大学理学院；2．河北科技大学化学与制药工程学院，河北石家庄050018) 摘要：用光电流作用谱、光电流·电势图等光电化学方法研究了聚3一己基噻吩(P3HT)及3一己基噻吩和2一 极光电流明显增强，光电转换效率得到明显提高。在复合膜电极中存在P一扎异质结，异质结的存在有利 于光生电子一空穴对的分离，降低了电荷的反向复合几率，提高了光电转换效率。 关键词：纳米结构TiOz；聚3·己基噻吩；3-己基噻吩和2-噻吩甲酸共聚物；光电化学；导电聚合物 中图分类号：TB383 文献标识码：A 文章编号l1000—7555(2007)02-0166—04 近年来，聚噻吩及其衍生物应用于光伏电 以硝基苯为溶剂在含0．1mol／I。氟硼酸四丁基 mol／L 池成为研究热点，屡见报道[1~4]，2002年Huynh铵、0．1mol／L3一己基噻吩和0．1 2一噻吩 等人口]以CdSe纳米棒与聚噻吩衍生物形成的甲酸单体的乙腈溶液中，制备不同膜厚的纳米 光伏电池其总的光电转换效率达到了1．7％，取 结构ITO／Ti02／CTCHT电极。 得了突破性进展。聚噻吩及其衍生物禁带宽度 2结果与讨论 低、电荷迁移率高，被认为是最有希望应用于光 伏电池的导电聚合物之一[6]。本文用电化学的 方法分别在纳米结构Tioz多孔膜电极上修饰 了3一己基噻吩(P3HT)及3一己基噻吩和2一噻吩 甲酸共聚物(CTCHT)修饰层，对其光电性能进 米结构TiO。在紫外、可见光区及红外区均有较 行了研究，并探讨了光电转换机理。 强的吸收，光响应范围明显拓宽，吸光度明显增 1实验部分 IT0电极、纳米结构Ti0：电极的制备参照合膜，这可能是由于聚合时P3HT复合膜厚度 文献E7-1。光电化学实验采用带石英窗口的三室大于CTCH2复合膜的缘故。 电解池，用恒电位仪(Potentiostat／Galvanostat Model 263A，PARC)在聚合和测定光电流时 进行电位控制，并经计算机采样处理。以200W极，在弱酸性的0．1mol／I。KSCN+0．1mol／l。 氙灯为光源，通过单色仪(WDG30)照射在工作 电极上。以ITO／TiO：电极为工作电极，在含 电流作用谱。IPCE为单色光入射光子一电流转 0．1mol／I。3一己基噻吩和0．1mol／I。2一噻吩甲 酸的乙腈溶液中，以Ag／AgCl电极为参比电 mA／cm2恒电 极，以Pt电极为对电极，在0．2 流密度下电化学聚合不同时间，即制成不同膜 厚的ITO／TiO。／P3HT膜电极。用同样的方法 收稿日期：2005一12—08；修订日期：2006—03—18 目． 联系人：郝彦忠，主要从事纳米材料及光电化学的研究． E—mail：yzhao@hebust．edu．ca 万方数据 第2期 郝彦忠等：P3H’r及CTCHT修饰纳米TiOz的光电性能研究 低的IPCE，这与Fig．1(A)O?Ti02膜吸收光谱红移，光电转换效率明显增大。TiO：／CTCHT 一致。经P3HT、CTCHT修饰后的纳米结构 复合膜电极光电转换效率高于TiO：／P3HT膜 TiO。膜电极在紫外及可见光区IPCE明显增电极光电转换效率。 大，修饰电极使光吸收截至波长