N、S共摻TiO2粉體的制備及其在染料敏化太陽能電池中的應(yīng)用.pdf

1、染料敏化太陽能電池(DSSC)具有成本低、制備工藝簡單,環(huán)境友好及相對較高的能量轉(zhuǎn)換效率,已經(jīng)成為新能源技術(shù)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。納米TiO2能快速傳導(dǎo)電子、吸附大量染料,促成電解質(zhì)氧化還原,被廣泛應(yīng)用于DSSC的陽極。目前對TiO2進(jìn)行摻雜來提高對太陽光的利用率以及抑制復(fù)合已經(jīng)成為一種研究趨勢。本文對N、S摻雜TiO2的制備,N、S摻雜TiO2粉體與P25粉體混合DSSC以及TiO2溶膠與P25粉體混合DSSC三方面進(jìn)行了研究,得到如下結(jié)論

2、:
　　(1)利用水熱反應(yīng)法制備了N、S共摻雜的介孔TiO2納米粉,并將其運(yùn)用于DSSC的陽極。研究表明當(dāng)水熱溫度為150℃,硫脲與鈦酸四丁酯摩爾比為1:1,濃鹽酸含量為4g時(shí),DSSC的效率最高,為4.0％。XPS結(jié)果表明N、S元素均存在于TiO2粉體中,N元素取代O進(jìn)入晶格。而S原子在N、S共摻雜TiO2中以陽離子形式存在。
　　(2)采用N、S共摻雜TiO2納米球(NST100)添加法制備DSSC。當(dāng)添加的NST100

3、含量為10％時(shí),電池的光電轉(zhuǎn)換效率高達(dá)8.0％,比純P25提高了35.6％。N、S元素的摻雜,不僅提高了電極對可見光的吸收,而且可以提高電子的傳輸效率,從而增大了染料敏化太陽能電池的光電流。
　　(3)溶膠法制備TiO2漿料,在其中添加P25以得到粘度適合的漿料,制作DSSC并進(jìn)行光電性能測試。結(jié)果表明P25的最佳添加量為2g,此時(shí)電池效率為5.6％。隨后在電池轉(zhuǎn)換效率5.6％的電極漿料(R0)中分別添加不同分子量的PEG,PEG