TiO2薄膜光阳极的制备及性能研究.pdfVIP

塑查塑篁! ! 蔓堕 堡 鱼垦堡墼 窒 NiCr2O4／TiO薄膜光阳极的制备及性能研究 胡志强 。，刘显卿 ，黄德锋 ，高 宏。 (1．大连工业大学 新能源材料研究所 ，辽宁 大连 116034；2．大连交通大学 ，辽宁 大连 116028) 摘 要： 采 用柠檬 酸法制备 了尖晶石型 NiCrzO 纳 模拟器 (美 国SS50A(AM1．5，100mW ／cm )型)和吉 米晶，然后掺合 到 P25(degussaTiOz)中，制备 成 时利数字源表 (美 国Keithley2400)测试 电池的J— 曲 NiCrO ／TiO 薄膜光 阳极 ，并组装成染料敏化太 阳电 线 ，对 电池的光 电性能进行分析 ；分光计器 (日本 Mod— 池 (DSSC)，对其光电性 能进行表征 。研 究发现 NiCrz elSM一25)，对电池的单色光转化效率进行测试。 o ／TiO 形成界面势，NiCrO 的扩散形成 电势分布， 2．2 NiCrO粉体的制备 促使光生电子和空穴向相反方向迁移。当NiCrzO含 将一定量的硝酸镍、硝酸铬和柠檬酸按 1：2：6 量为 1 (质量分数)时，与纯TiO薄膜光阳极相 比，光 的摩尔比例加入到 40mL的去离子水 中，磁力搅拌使 电转化 效率 ()提 高 了 30．896／，电池单色光转化率 其完全溶解 ；然后滴加氨水调节其 pH值到 2．5～3．0， (IPCE)提 高了 13 (500nm)。 继续搅拌 30min，80℃水浴 4h后得到湿凝胶 ；再置于 关键词 ： NiCrO ；薄膜光阳极；IPCE；DSSC 15O℃干燥箱中至干凝胶 ；最后 1000℃下煅烧 2h，自然 中图分类号 ：TB34；TB32 文献标识码 ：A 冷却到室温得到NiCrO粉体 。 文章编号 ：1001—9731(2011)增刊V一0961—03 2．3 NiCrO ／TiO 复合薄膜光阳极的制备及 电池的 组装 1 引 言 将制备好的NiCrO粉体分别以0、1 、2 、3 染料敏化 TiO太 阳能电池 以其弱光效应好、原料 的质量 比掺合到 2g的P25中，加入一定量的OP乳化 价格低廉和制备工艺较简单而受到广泛的关注l1 ；但 剂 、冰乙酸、去离子水球磨成 NiCrO ／TiO。浆料 ，室温 是 由于TiO。的禁带宽度较大 (3。2eV)，只对太 阳光谱 静止 15min后 ，用丝 网印刷法在 FTO (掺杂氟 的 中的短波敏感 ，导致太阳光的利用率较低 ，光电转化效 SnO)玻璃上制成 NiCr。O ／TiO 复合薄膜。然后置 率不高 。 于马弗炉中，以10℃ ／min升温至 500℃并保温 30min， 尖 晶石型化合物以其耐光腐蚀、较窄的禁带宽度、 自然冷却到室温，然后侵入到 N719染料 中 10h，即得 结构稳 定和优异 的光催 化性能 吸引众 多学者 研 到NiCrO ／TiO复合薄膜光阳极 ；最后以KI／I为电 究 钆”；尖 晶石型铬酸镍被广泛应用在催化剂和气敏 解质，铂 电极为对 电极 ，组装成电池。 元件等_l1方面 。 3 结果与讨论 本文以硝酸镍和硝酸铬为原料，采用柠檬酸法制 备了尖 晶石型铬酸镍，并应用到纳米 晶TiO。太 阳能电 3．1 X射线衍射分析 池光阳极中；铬酸镍 的引入 ，拓展光阳极的光谱响应范 图 1是制备样品的XRD图谱。 围，铬酸镍的扩散形成电势分布，促使光生电子和空穴 1 向相反方向迁移，优化光生电子传导能力，提高电池的 1