TiO_2纳米颗粒／纳米线复合光阳极的染料敏化太阳能电池.pdfVIP

赵 旺 等 ：TiO 纳米颗粒 ／纳米线复合光阳极的染料敏化太 阳能 电池 431 TiO2纳米颗粒 ／纳米线复合光阳极的染料敏化太阳能电池 赵 旺，魏爱香 ，刘 俊 ，葛增娴 ，刘传标 (广东工业大学 材料与能源学院，广东 广州 510006) 摘 要 ： 首先采 用水热合成技术制备 Tio 纳米线粉 14flcm )依次放人丙酮、无水 乙醇和去离子水 中各 末，然后采用溶胶一凝胶技 术制备 钛酸 丁酯溶胶 ，向溶 超声清洗 10min，烘干。 胶 中加入适量的TiO 纳米线制备凝胶浆体，采用浸渍 2．2 水热合成技术制备TiO 纳米线 提拉法在透 明导 电玻璃上制备 TiO 纳米颗粒 ／TiO 将 lgTiO2纳米粉体 (P25，德国Degussa公司)与 纳米线复合薄膜的光阳极 。通过 XRD、SEM，电池的 30mI浓度为 lOmol／L的Na0H水溶液混合后 ，电磁 ，_ 特性和 电化学阻抗谱测试 ，研究 TiO。纳米线 的添 搅拌 15min后 ，得到白色悬浊液 ，移放到 lOOmL的高 加量对光 阳极 的结构 、形貌和 电池性 能的影响 。结果 压反应釜中，然后把反应釜放到恒温箱中 180℃保温 表明，随着溶胶 中TiO 纳米线添加量的增加 ，染料敏 24h。反应结束后 ，自然冷却到室温 ，将 白色沉淀物用 化太阳能电池的短路 电流密度和光 电转换效率显著提 去离子水反复清洗 ，再用 0．5mol／I的HC1酸洗至 pH 高，而开路 电压和填充 因子基本保持不变；复合光 阳极 值等于 7，然后再超声分散 ，最后将产物在 80℃烘干 ， 中随着纳米线添加量的增加 ，电子的传输阻抗 显著减 再经450℃热处理30min，所得粉体 即为TiO。纳米线 。 少，电子的寿命延长。 2．3 溶胶一凝胶法制备复合薄膜 关键词 ： 染料敏化太阳能电池 ；复合光阳极 ；电化 学 首先将酞酸丁酯、无水乙醇和二乙醇胺按一定 比 阻抗谱 ；溶胶一凝胶技术 例混合配成 A溶液 ，磁力搅拌 2h，将去离子水和无水 中图分类号 ： TM23 文献标识码 ：A 乙醇按一定比例混合成 B溶液 ，然后把 B溶液慢慢滴 文章编号 ：1001-9731(2011)增刊 [II-0431-04 人 A溶液 中，并用磁力搅拌器搅拌 30min，然后再加入 1 引 言 适量分子量为 2000的聚乙二醇，磁力搅拌 30min，，得 到稳定、均匀、淡黄色透明的溶胶 。把一定量 Ti0 纳 传统 的DSSCs的光阳极普遍采用纳米 TiO 多孔 米线加入溶胶 中，电磁搅拌 15min，然后超声分散 薄膜 ，纳米 TiO 多孔薄膜虽然能充分吸附染料 ，但 15rain。采用 FTO玻璃作基体 ，采用浸渍提拉法制备 存在大量晶界，导致光生电子在传输过程 中受到颗粒 表面缺陷态能级 的俘获和热释放 的影响，使 电子扩散 复合薄膜 ，湿膜在 12O℃干燥 10rain后重复提拉 ，直至 系数小，复合率增加[2]，制约了DSSCs电池光 电转换 达到所需的厚度 10～11m。薄膜厚度用 Dektak。st 效率的提高 。目前证明一维的纳