染料敏化太陽能電池TiO2光陽極的制備與性能研究.pdf

1、染料敏化太陽能電池憑借其成本低廉、工藝較簡單、光電轉化效率較高而具有較好的應用前景。本文對刮涂法制備二氧化鈦薄膜光陽極的工藝進行了優(yōu)化,分別制備了零維和一維納米材料作為光陽極,進行光電性能表征,利用電化學阻抗法研究了電子在TiO2薄膜電極的傳輸和復合情況。
　　刮涂法制備TiO2光陽極薄膜最佳工藝是,采用含質量分數(shù)18％TiO2、9%乙基纖維素和73%松油醇的粘稠漿料,經(jīng)過TiCl4處理后,厚度為18μm,光照1分鐘,光電轉化效率

2、可達6.27%。采用噴涂法制備了較大面積TiO2光陽極薄膜電極,表明薄膜面積越大,光電轉化效率越低。
　　采用溶膠-凝膠法,以鈦酸丁酯和二乙醇胺為鈦源和氮源,制備出銳鈦礦-金紅石混晶的氮摻雜二氧化鈦,以X射線衍射光譜(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、紫外-可見光漫反射光譜(UV-VisDRS)等表征手段,研究了氮摻雜二氧化鈦的晶型、形貌以及可見光活性,結合甲基橙的光催化降解實驗,確定最佳制備工藝條件為:鈦酸丁酯:二乙醇胺:水:

3、冰乙酸:無水乙醇(摩爾比)=1:0.6:2:1:11,硝酸添加量為0.24ml,煅燒溫度為550℃。光電轉化性能測試結果表明,光電轉化效率為2.34%,填充因子為0.49。
　　采用陽極氧化法,以NH4F/乙二醇作為電解質溶液,在純鈦片上制備了TiO2納米管陣列。掃描電子顯微鏡(SEM)結果表明,NH4F濃度為0.5wt%,氧化電壓為40V,氧化時間為2h,稀酸超聲處理后,可得到較理想的TiO2納米管陣列。光電轉化性能測試表明,光