分級花狀材料在染料敏化太陽能電池中的應用.pdf

1、染料敏化太陽能電池(DSSC)作為第三代太陽能電池，由于其成本低，無污染，工藝簡單的優(yōu)點而受到社會廣泛關注。迄今，雖然利用TiO2納米晶薄膜作為DSSC的光陽極已經(jīng)獲得初步的成功，但是單純的TiO2納米晶薄膜的光利用率較低且表面電荷復合大。因此，通過一種簡單有效的方法來提高光陽極的光利用率，減少表面復合，從而提高DSSC的整體性能是一個重要的研究方向。
　　本論文利用水熱方法合成具有花狀分級結構的TiO2和SnO2納米材料，利用T

2、EM、SEM、XRD和XPS等手段對所合成的花狀TiO2、 SnO2納米材料的形貌、晶型和表面化學結構等參數(shù)進行系統(tǒng)表征，并根據(jù)不同水熱反應時間下得到的形貌特征對花狀TiO2和SnO2制備過程中的反應原理進行了分析驗證，優(yōu)化花狀顆粒的制備工藝。
　　將合成的花狀TiO2材料和P25粉末進行定量混合后，應用于染料敏化太陽能電池光陽極的散射層中。結果發(fā)現(xiàn)，表明利用合成的花狀顆粒和P25粉末混合制備的光陽極散射層的漫反射能力對比純P25

3、光陽極有明顯的提升，且比表面積和染料吸附量并沒有由于花狀顆粒的摻入而減少。而EIS的測試結果也表明通過這些花狀顆粒的摻入可以有效改善了電子傳輸速率。最終使電池性能得到明顯提高。
　　同時，我們將不同反應條件下合成的SnO2花狀顆粒也用于DSSC光散射層中，并研究了散射顆粒形貌對電池性能的影響。結果表明，花狀SnO2顆粒作為散射顆粒可以減小電子傳輸過程中的復合，此時，組成花狀SnO2的棒晶越完整，電子的傳輸阻力越小。最終，花狀SnO