tio2纳米管碎片的制备及在染料敏化太阳能电池上的应用物理学凝聚态物理专业论文.docxVIP

摘要能源危机和环境污染是当今社会面临的两大重大难题，为了人类社会的可持续发 摘要 能源危机和环境污染是当今社会面临的两大重大难题，为了人类社会的可持续发 展，探索和开发新能源已成为了各个国家非常重视的重大课题。由于染料敏化太阳能电 池具有制作简单、 成本低廉、 效率高和寿命长等优点，必然成为研究、开发的热点对 象。 其光电转换效率目前可以达到11．91％， 已经成为新一代太阳能电池的主要研究 发展方向之一。 染料敏化太阳能电池(DSSC)主要是由纳米Ti02光阳极、染料、电解液、对电极 四部分组成。其中，光阳极薄膜材料的构成、晶体类型、颗粒大小、比表面等因素直接 影响染料敏化太阳能电池的光电转化率。其中，制备优良的纳米Ti02又成为制备光阳 极的基础，制备纳米Ti02薄膜的方法有溶胶一凝胶法、电化学沉积法、化学气相沉积 法、溅射法、水热法等。 纳米Ti02多孔薄膜电极是太阳能电池的重要组成部分，我们所做的主要工作如 下： (1)采用溶胶．凝胶和水热法相结合制备合了成Fe3+／Ti02纳米颗粒，然后用强碱． 水热法合成Fe3+／Ti02纳米管，在500。C退火成为Fe3+／Ti02纳米管碎片。 (2)用透射电子显微镜(SEM)、扫描电子显微镜(TEM)、X．射线电子衍射(XRD)、 系列光谱性能测试仪7．SCSpec等表征手段表征。采用旋涂方法将Fe”／Ti02纳米管碎片 浆料涂在导电玻璃(ITO)上，并进行热处理。 (3)将印制了薄膜的ITO导电玻璃浸在N713染料中一段时间后，与镀铂金的ITO 导电玻璃组装成染料敏化太阳能电池。在模拟太阳光照射下，该电池填充因子0．52，短 路电流2．19mA，开路电压0．69V，光电转化率7．19％。 关键词：染料敏化太阳能电池(DSSC)，纳米管碎片，离子掺杂，溶胶一凝胶法 AB AB STRACT Energy crisis and environment pollution two major problems faced by nowadays．Many nations have paid great attentions in exploring and developing new energy for the sustainable development of society． Dye．sensitized solar cell(DCCS)will be intensively studied for its advantages such simple and low cost preparation，high efficiency and long lifespan．The photoelectric conversion efficiency(T1)of the DCCS has reached 1 1．91％and has akeady become new generation of solar cell． The dye．sensitized solar cell is composed of four parts：nano Ti02 photoelectrode，dyes，electrolyte， and the counter electrode．The photoelectric conversion efficiency(n)of the DCCS is affected by the composition of the photoanode film，the crystalline type，the grain size well the specific surface．Preparation of the nanoscaled Ti02 powpers is the foundation of fabrication of the nanoscaled Yi02 thin—film photoelectrode．The preparation methods include sol-gel method，electrochemical deposition， chemical vapor deposition，spuaering，hydrothermal method etc． The Nano—Ti02 porous thin film electrode is important part of the dye—sensitized solar cell，and our work follows： (1)Tetrabutyl titanate and ferric nitrate was used to synthesize