面向太阳电池光阳极的氧化锌纳米结构-制备与性能.pdf

摘要 染料敏化太阳能电池作为新一代的太阳能电池已经引起了科学界的广泛关 注，光阳极材料的研究自然成为热点，而作为Ti02最佳的替代材料ZnO，有着与 ”02相似的禁带宽度，但其相对介电常数更小，电子迁移速度更快，而且容易制备 成多种形貌，成为光阳极研究的重点。 本文利用水热法以及电化学刻蚀法，在低温的条件下成功的制备出了不同形 貌的ZnO结构，这些结构有：纳米线、纳米块、纳米管、上花下管结构、复杂结构 。Zno纳米线得到是由于原料HMT在纳米线侧面的不断吸附；而随着反应溶液浓 度的增大，纳米线变长变粗，簇拥成纳米块；纳米管是EDA水解产生的oH‘对纳米 块沿极面向下刻蚀得到的；上花下管则是由于HMT在高温下水解的大量OH‘不均 匀刻蚀的结果；随着温度继续升高，时间继续增长，这种刻蚀更加不均匀，出现部分 花状，部分管状，部分裸露的复杂结构。 为了研究不同形貌的znO结构的性能，本文又进行了电池性能测试、解吸附 测试和电化学阻抗谱测试。测试结果表明而纳米线尽管染料吸附量较小，效率较 低，但是有着最大的染料利用率和最小的电子传输电阻；上花下管的结构展现了 最高的电池效率，因为它有最大的染料吸附量和较小的传输电阻；纳米块和纳米 管阻抗很大，吸附染料较少，效率很低；而复杂结构尽管染料吸附量较大，但是其 出现了短路问题，电池效率很低。因此说，上花下管结构是最合适的Zno光阳极结 构，而纳米线是一个非常有研究潜力的结构。 关键词：水热法不同形貌zno结构上花下管纳米线 ABSTRACT Asanew of solarcellshavec踟∞d sol盯ceIls，dye-∞nsitizcd generation in scientific materialsa他decisiVeon concemthe community．Photoanode widesprcad the converSion thebestaltematiVe materialof power e伍ciency．As photoande Ti02， Znohasasimilarband with thesmallerdielectric faSter gap Ti02，but constant，the electron and t0be intoa of Variety mobilitye邪y synthes晓ed morphologies． 1nthis of nanowires， paper，difjfbrentmorphologiesZno殉1Jcturc，including stmctures，were synthesized nanobuIks，n锄otubes，up—fIowers—down-nmes，complex arefomed electrochemicaImethods．Znon粕owircs byhydrothe硼fIal锄d etching t0the ofHMTonitslate陋l wcre due continuous