納米晶氧化物電極在染料敏化太陽能電池中的應(yīng)用研究.pdf

1、染料敏化太陽能電池(DSC電池)因?yàn)榫哂兄苽涔に嚭唵?、性能穩(wěn)定,透光率和顏色可調(diào),及可制作成柔性等優(yōu)點(diǎn),在學(xué)術(shù)研究和工業(yè)領(lǐng)域都得到了廣泛的關(guān)注。本論文從如何提高DSC的穩(wěn)定性和效率兩方面進(jìn)行了相應(yīng)的研究。
　　用固態(tài)空穴傳輸物質(zhì)替代液態(tài)電解質(zhì)制備固態(tài)DSC電池可以解決采用液態(tài)電解質(zhì)帶來的封裝難題,提高電池的穩(wěn)定性。為了提高電荷在介孔薄膜材料中的傳輸和收集效率,本論文中我們在沉積有TiO2致密層的透明導(dǎo)電玻璃基底上采用水熱方法直接生

2、長有序TiO2納米棒陣列。結(jié)合釕配合物染料和空穴傳輸材料spiro-MeOTAD制備的固態(tài)DSC電池在一個太陽光下的效率可達(dá)到2.9％。
　　p-n疊層DSC電池具有開路電壓優(yōu)勢,是p-DSC電池和傳統(tǒng)的n型電池的開路電壓之和,從而有可能進(jìn)一步提高DSC電池效率。p-n疊層DSC電池理論效率為43%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于單電極敏化電池效率(33%)。但是目前p-n疊層DSC電池的效率只有1.91%左右。制約疊層DSC電池性能的主要原因是p-D

3、SCs電池的效率太低。為了提高空穴在p-DSCs中的傳輸和收集效率,本論文中我們采用水熱法制備了粒徑均勻的K摻雜p型半導(dǎo)體ZnO納米材料(30nm)。和常規(guī)p型NiO材料比較ZnO具有光透過率高、空穴擴(kuò)散系數(shù)高(10-6cm2/s)的優(yōu)點(diǎn)。結(jié)合C343染料制備的p-DSCs在一個太陽光下的效率為0.012%。這是ZnO首次在p-DSCs中的應(yīng)用研究報道。我們利用XRD、XRF、XPS、SEM和Uv-vis光譜測量手段對p型ZnO納米材料