染料敏化太陽能電池陽極薄膜的制備及性能研究.pdf

1、染料敏化太陽能電池是一種工作原理完全有別于傳統(tǒng)硅太陽能電池的新型太陽能電池,具有高效率低成本的特點(diǎn),被譽(yù)為傳統(tǒng)硅太陽能電池的的有力替代者。半導(dǎo)體陽極薄膜的制備技術(shù)是染料敏化太陽能電池的核心之一,其質(zhì)量直接決定染料敏化太陽能電池的性能。因此研究制備具有高光電性能的半導(dǎo)體陽極薄膜具有重要的應(yīng)用價(jià)值和理論意義。
　　 本文針對染料敏化太陽能電池陽極薄膜制備及結(jié)構(gòu)上存在的問題,采用聚合誘導(dǎo)相分離方法制備了具有“旋節(jié)相分離結(jié)構(gòu)”的光陽極薄

2、膜。該光陽極薄膜的特點(diǎn)在于:(1)具有獨(dú)特的旋節(jié)相分離結(jié)構(gòu),使其保持較高的比表面積,有利于敏化染料的吸附;(2)由于具有連續(xù)的TiO2骨架,所以能夠減小晶界的阻礙,提高光電轉(zhuǎn)換效率;(3)聚合誘導(dǎo)相分離方法成本低廉、操作簡單、不受環(huán)境影響、薄膜重復(fù)率高,便于多孔電極的制備。重點(diǎn)研究了各種反應(yīng)條件對陽極薄膜結(jié)構(gòu)的影響及規(guī)律,初步建立薄膜結(jié)構(gòu)與反應(yīng)條件之間的關(guān)系;通過對薄膜形成過程的研究,探索形成機(jī)理,初步認(rèn)為形成連續(xù)TiO2骨架結(jié)構(gòu)的驅(qū)動

3、力是在薄膜干燥形成較硬的涂層過程中的薄膜表面應(yīng)力不匹配性。研究中還同時(shí)使用兩種單體制備薄膜,并獲得了兼具有旋節(jié)相分離結(jié)構(gòu)和多孔結(jié)構(gòu)的TiO2薄膜。熱處理溫度、時(shí)間以及薄膜的鍍膜次數(shù)對TiO2薄膜的光催化性能有重要的影響。熱處理?xiàng)l件為500℃熱處理10min以及鍍膜次數(shù)七次的薄膜均顯示了對亞甲基藍(lán)優(yōu)良的光催化特性。將本研究制備的TiO2薄膜用作染料敏化太陽能電池的光陽極,發(fā)現(xiàn)薄膜厚度的增加有利于比表面積增大,還可以彌補(bǔ)薄膜中存在的部分缺陷