多次水热法备纳米tiolt;,2gt;胶体及其在大面积染料敏化太阳能电池中的应用.pdfVIP

论文摘要 论文摘要 染料敏化二氧化钛纳米晶太阳能电池（DSSC ），具有低成本、制作工艺简单、理 论光电转化效率高和可制成大面积等优点而成为当前可再生能源研究领域的一个新 热点。染料敏化太阳能电池由光阳极、光阴极和电解质三部分构成，光阳极是决定电 池性能的关键因素之一，目前性能较好的是 TiO2 纳米晶光阳极。本文通过多次水热 法制备了粒径大小和形貌不同的 TiO2 纳米晶，研究了 TiO2 纳米晶的制备条件、TiO2 纳米晶多孔薄膜的染料吸附量和薄膜光散射性能对染料敏化太阳能电池光电转化性 能的影响，并在此基础上制备了 MgO/TiO2 复合膜电池和大面积染料敏化太阳能电池， 主要结果如下： 1．采用多次水热法制备颗粒大小不同的纳米TiO2胶体，应用于染料敏化太阳能电 池，研究了不同水热次数得到的胶体对染料敏化太阳能电池光电转化效率的影响。结果 表明，四次水热法制备的TiO 胶体的颗粒大小分布均匀，提高了电子在膜中的传输速率 2 和TiO 薄膜对敏化染料的吸附量，进而提高了染料敏化太阳能电池的光电转化效率。四 2 次水热的光电转化效率最高，达到7.39% 。 2 ．在制备好的纳米TiO 胶体中加入乙酸镁溶液制备MgO/TiO 复合膜，研究了乙 2 2 酸镁溶液加入量对DSSC 光电转化效率的影响。结果表明，0.7mL 乙酸镁溶液 （0.0267mol/L ）加入到水热三次与六次混合纳米TiO 胶体中制备的MgO/TiO 复合膜光 2 2 电转化效率最高，达到8.25%。 3 ．通过大面积染料敏化太阳电池的实验研究，探讨了电阻对大面积染料敏化太阳 电池光电转化性能的影响，给出了解决这一问题的有效方法。此基础上制作的大面积条 状电池（0.8cm×10cm ）光电转换效率达到5.46%，而由此条状电池并联组成的大面积电 池（10cm×0.8cm×4）的效率接近5% 。 关键词：染料敏化太阳能电池，TiO2纳米晶，多次水热法，复合膜、大面积 I Abstract Abstract Dye-sensitized TiO nanocrystalline solar cells (DSSC) have been one of hot-spots in 2 the field of renewable energy, because of its low-cost, easy-preparation, high-efficiency of photoelectric conversion and being used to produce large area. Photoanode, usually made of nano-TiO2 porous film, is the key factor of performance of DSSC which consist of photoanode, photocathode and electrolyte. In this paper, TiO nanocrystals with different 2 size and shape were prepared based on the times of hydrothermal method, the preparation conditions of TiO2