ZnO纳米四脚状阵列电极染料敏化太阳能电池.pdfVIP

财 料 2012年第4期(43)卷 ZnO纳米四脚状阵列电极染料敏化太阳能电池 冯跃军 。，庞 起。，何 军 ，梁春杰 ，周立亚 (1．广西大学 化学化工学院，广西 南宁 530004；2．玉林师范学院 化学与材料学院，广西 玉林 537000) 摘 要 ： 采用化学气相沉积 (CVD)法制备 了不 同尺 现 出比纳米粒子薄膜较好的电荷传输能力 ，因为 四脚 寸的四脚状纳米ZnO和 Zn0纳米棒 。采用 X射线粉 状纳米 ZnO多枝状 的对称结构保证 四脚状 中的至少 末衍射 (XRD)、扫描 电子显微镜 (SEM)对纳米 Zn0 的 一 个臂近似垂直于导电玻璃平面形成阵列 ，为电子的 晶型结构和形貌进行表征 ，研究结果表 明CVD法制备 定向传输提供快速通道。杨等[7 报道 了染料敏化 四 的四脚状纳米 ZnO具有三维空间结构 ，其最小平均臂 脚状纳米 ZnO 的研究 。为 了能够进一步探 明染料敏 宽约为 70nm，臂长约 300nm，制备的纳米棒直径 约为 化 四脚状纳米 ZnO太 阳能 电池的工作机制并进一步 84nm，长约 2m，且都为六方 纤锌矿 晶型结构。将 提高其光电性能，本文采用 CVD法 ，通过控制条件制 Zn()纳米四脚状及纳米棒利用滚涂法在 FTo 导电玻 备了不同大小 的四脚状纳米 ZnO和研究了两种不同 璃上形成 Zn0光 阳极 ，经 N719染料敏化后组装成染 尺寸大小 的四脚状纳米 ZnO阵列和 ZnO纳米棒对染 料敏化太阳能电池，光电性能结果表明，染料敏化小尺 料敏化太 阳能电池光 电性能的影响。 寸的四脚 状纳米 ZnO 太阳能电池光 电转换效率 (77— 2 实 验 1．88 )高于染料敏化大尺寸 的四脚状纳米ZnO太阳 能电池光 电转换效率 (叩一1．18 )，远 高于染料敏化 2．1 四脚状纳米 Zn0的制备 ZnO纳米棒太阳能电池的光 电转换效率 (刀一0．7 )。 称取 0．3g锌箔 ，剪碎后装入一端堵有耐火石棉的 关键词 ： 四脚状纳米 ZnO；染料敏化 ；太阳能电池 小石英管 内，将小石英管放置在瓷舟上，然后再放人大 中图分类号 ： 0646 文献标识码 ：A 石英管的中央，将大石英管放置于管式 电炉 中，连接好 文章编号 ：1O0卜9731(2012)04—0426—04 装置 。控制 N 流量为 400mI／min，通气 25min，然后 调整 N。流量为 150mL／min，继续通气 ，快速升温 ，当 1 引 言 到达 700℃时通入 ()。，开始反应 ，保持气流稳定 ，待反 染料敏化太 阳能 电池是新一代低成本 、高效率的 应完全后先关 闭 0 阀，同时降低 N 流量为 50mI／ 太阳能电池 ，一般由表面吸附染料的纳米 TiO 颗粒多 min，待石英管 自然冷却到室温后 ，收集大石英管 内壁 孔薄膜组 成 的光 阳极、镀铂 对 电极 和 电解质 溶液 组 上的白色粉末 。 成uJ。然而 ，由于光 阳极材料纳米颗粒相互 聚集的无 2．2 仪器与试剂 序性 ，使得光生电荷不能得到快速有效的分离和传导， 采用 Rigaku／Dmax-2500X射线衍射仪 (Rigaku， 以致光生电子 空穴重新复合的几率增大 ，从而限制 了 Cu靶 ，Ka线 ，一0．1154056nm)分析 ZnO 的晶体结 光电转换效率的进一步提高 。寻找一种新型有序 的微 构。采用扫描 电子显微镜 (HITCHIS一3400N)观察其 结构替代无规则结构已成为一个重要 的研究方 向，其