二氧化鈦納米管的可控生長(zhǎng)和電流微結(jié)構(gòu)調(diào)制及其在染料敏化電池中的應(yīng)用.pdf

1、具有高效率和低成本特點(diǎn)的染料敏化太陽(yáng)電池被譽(yù)為是傳統(tǒng)硅太陽(yáng)電池的有力替代者。染料敏化太陽(yáng)能電池自問(wèn)世之始就開(kāi)始受到國(guó)內(nèi)外科研人士的廣泛關(guān)注,經(jīng)過(guò)二十年的發(fā)展,目前對(duì)其實(shí)用化的需求已經(jīng)越來(lái)越迫切。Ti〇2納米管是重要的多功能納米材料,在光催化、氣體傳感器、光學(xué)材料以及染料敏化太陽(yáng)電池等諸多領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用。本論文瞄準(zhǔn)TiO2納米管在染料敏化太陽(yáng)電池中應(yīng)用這一課題,對(duì)高效、穩(wěn)定、低成本、實(shí)用化染料敏化太陽(yáng)電池進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。本論文的主要

2、研究工作如下:
　　1.高度有序的TiO2納米管陣列的制備
　　本文采用陽(yáng)極氧化法制備T1O2納米管,對(duì)氧化電壓和電解液的組成成分進(jìn)行調(diào)制制備出高度有序、更密排、厚度適中的TiO2納米管,并對(duì)納米管的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改性,優(yōu)化改性后的TiO2納米管缺陷更少,更有利于組裝成高效的染料敏化太陽(yáng)電池。
　　2.對(duì)TiO2晶型轉(zhuǎn)變采用一種新的退火工藝-低溫下電流促發(fā)晶化的微退火工藝,同時(shí)對(duì)低溫退火的環(huán)境溫度等條件和退火后樣品在染料

3、敏化太陽(yáng)電池中的應(yīng)用進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。
　　傳統(tǒng)的Ti〇2退火工藝是在馬弗爐中將樣品加熱到500℃并保持半小時(shí)左右。本論文對(duì)Ti〇2的退火工藝進(jìn)行了革新:在低溫(-10℃)、低電導(dǎo)率的粘性溶液(如乙二醇)中,將Ti〇2樣品作為陰極并施加高電壓。由于無(wú)定型T1O2的低導(dǎo)熱性和高電阻的特性,在T1O2納米管的內(nèi)部局部區(qū)域上(納米級(jí))產(chǎn)生高熱能使該區(qū)域的TiO2產(chǎn)生晶型轉(zhuǎn)化。同時(shí),在大面積的宏觀區(qū)域上樣品的溫度仍處于低溫(<130℃)。