二氧化鈦納米陣列的制備及其在光伏器件中的應(yīng)用.pdf

1、二氧化鈦(TiO2）是一種寬禁帶半導(dǎo)體材料，其金紅石相、銳鈦礦相和板鈦礦相的禁帶寬度分別為3.2eV、3.2eV和2.96eV，具有獨(dú)特的光催化性能和光電性能，關(guān)于二氧化鈦的研究已經(jīng)成為目前能源與環(huán)境領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。一維或二維的有序TiO2納米陣列結(jié)構(gòu)具有直接的電子傳輸通道，減少電荷傳輸過(guò)程中發(fā)生的復(fù)合，有利于提高太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換性能。本文著重研究四種有序TiO2納米陣列結(jié)構(gòu)的合成與形貌調(diào)控，并將其應(yīng)用于染料敏化太陽(yáng)能電池與三維

2、非晶硅太陽(yáng)能電池。本論文的主要工作如下:
　　通過(guò)調(diào)控水熱反應(yīng)條件和陽(yáng)極氧化電化學(xué)條件合成了多種新型的TiO2納米陣列結(jié)構(gòu)系統(tǒng)研究了制備參數(shù)對(duì)納米結(jié)構(gòu)生成及形貌的影響，并探索了納米結(jié)構(gòu)的形成機(jī)理。采用水熱反應(yīng)法以鈦酸四正丁酯/鹽酸為反應(yīng)體系，以摻氟氧化錫(FTO)導(dǎo)電玻璃為反應(yīng)基底，通過(guò)調(diào)控反應(yīng)溶液鹽酸含量、FTO基底種子層以及反應(yīng)基底的放置方式，制備了不同形貌的TiO2納米線陣列結(jié)構(gòu)。采用水熱反應(yīng)法以鈦酸四正丁酯/冰醋酸/硝酸銀

3、為反應(yīng)體系，以FTO導(dǎo)電玻璃為反應(yīng)基底，通過(guò)調(diào)控FTO基底種子層、硝酸銀的含量以及熱處理方法，制備了不同形貌的TiO2納米薄片薄膜結(jié)構(gòu)。采用陽(yáng)極氧化法以氟化銨/乙二醇/水為電解液，鈦片及鍍鈦的FTO為反應(yīng)基底，通過(guò)調(diào)控電解液含水量、電極距離、反應(yīng)電壓，制備了不同形貌的TiO2納米管陣列結(jié)構(gòu)和TiO2納米互穿孔道陣列結(jié)構(gòu)。
　　將TiO2納米陣列結(jié)構(gòu)應(yīng)用于染料敏化太陽(yáng)能電池(DSSCs)光陽(yáng)極中，獲得較好的光電轉(zhuǎn)換性能。本文設(shè)計(jì)一種