染料敏化ZnO太陽能電池材料的制備及光電性能的研究.pdf

1、本文以合成不同形貌的ZnO材料作為染料敏化太陽能電池（DSSC）的光陽極材料為目的。探索了合成ZnO的最優(yōu)條件以及不同反應(yīng)條件對ZnO生長的影響，進而推測出ZnO生長的機理。探索了不同尺寸ZnO團聚型球的合成條件，以及用于DSSC中對DSSC的光電性能的影響。
　　研究了以谷氨酸為構(gòu)型劑進行水熱反應(yīng)合成ZnO的條件，通過溫度、時間等條件實驗，得出最優(yōu)化條件是在150℃下水熱10 h。通過濃度實驗以及時間實驗推測了谷氨酸與NaOH競

2、爭體制作用下對ZnO生長影響的作用機理，NaOH的濃度增加使ZnO具有生長成為更長更大的單元結(jié)構(gòu)的趨勢，從而生長成為片狀結(jié)構(gòu)，而NaOH濃度進一步增加則會使ZnO生長成為棒狀結(jié)構(gòu)；相反，谷氨酸會阻止ZnO各向異性的生長，從而使ZnO生長成為小短棒狀組成的梭形的單元結(jié)構(gòu)。對谷-0.5-2（菜花狀）、谷-0.5-3（紅花狀）、谷-1-2（龍船花狀）三種樣品以及用作對比的ZnO納米顆粒作進一步的材料表征發(fā)現(xiàn)谷-0.5-2（菜花狀）具有除納米顆

3、粒以外最大的比表面積，并具有最好的結(jié)晶度和內(nèi)部連結(jié)性。
　　以不同氨基酸為構(gòu)型劑，證明了不同氨基酸對ZnO生長的作用規(guī)律的普適性。而氨基酸的作用又隨著等電點的不同呈規(guī)律性變化。氨基酸等電點的增加或者NaOH濃度的增加都會導(dǎo)致ZnO更容易形成片狀的單元結(jié)構(gòu)；相反，氨基酸等電點的降低或者氨基酸濃度的增加都會導(dǎo)致ZnO更容易形成由小短棒狀組成的梭形的單元結(jié)構(gòu)。
　　研究了谷-0.5-2（菜花狀）、谷-0.5-3（紅花狀）、谷-1-

4、2（龍船花狀）三種樣品以及ZnO納米顆粒作為光陽極材料對DSSC光電性能的影響，發(fā)現(xiàn)具有較大比表面積、更好地內(nèi)部連接性的谷-0.5-2（菜花狀）更適合做光陽極材料，其DSSC的光電性能最好（4.52％，比以NP為光陽極材料的DSSC高21%）、電子轉(zhuǎn)移電阻最小、電子壽命最長。
　　通過改變PVP的添加量改變ZnO團聚型球的尺寸，并將得到的不同尺寸的ZnO團聚型球應(yīng)用在DSSC的光陽極中。發(fā)現(xiàn)隨著PVP添加量的增加，在一定范圍內(nèi)會導(dǎo)