鍶摻雜TiO-,2-納米電極的制備及應(yīng)用.pdf

1、太陽能是一種無污染并且取之不盡的能源，已成為解決能源危機(jī)和環(huán)境污染的焦點(diǎn)，近年來對(duì)他的開發(fā)利用越來越受到各國政府的重視。目前太陽能電池主要有硅太陽能電池，無機(jī)薄膜太陽能電池，染料敏化太陽能電池等。其中染料敏化太陽能電池（Dye-sensitized Solar Cell，DSSC）具有制作工藝簡單、成本低、性能穩(wěn)定、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，已成為廣大科學(xué)工作者研究的熱點(diǎn)。本論文主要圍繞DSSC中的核心部分-半導(dǎo)體TiO2電極的制備及改性進(jìn)行了

2、研究，主要研究內(nèi)容如下：
　　 1、采用鈦酸四丁酯為主要原料，通過溶膠-水熱法制備納米TiO2，研究了不同醇鹽水解酸、不同水熱溫度、堿性條件下不同pH值對(duì)納米TiO2的影響，以及對(duì)所組裝電池的光電性能的影響。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：以硝酸為水解酸，生成的納米TiO2的品型較復(fù)雜；而以冰醋酸為水解酸時(shí)，易生成純銳鈦礦型的納米TiO2品，且納米晶的粒徑較大，分布均勻；醋酸體系制得的樣品組裝成的電池的性能要高于硝酸體系制得的電池。在同一水解酸醋

3、酸體系中，隨著水熱溫度的升高，生成的納米TiO2晶粒也隨之增大。提高水熱處理溫度，不僅促使顆粒長大，而且能有效提高納米TiO2晶粒的表面能，晶體發(fā)育更完全，因而能有效提高染料的吸附量，減少電子復(fù)合，促使電池短路電流和光電轉(zhuǎn)化效率的提高。而堿性條件下制得的TiO2粒徑大小不均勻，分散性也沒有醋酸體系的好，而且在pH8～9時(shí)都有明顯的板鈦礦型TiO2存在。通過優(yōu)化TiO2粉體制備，獲得了2.92％的光電轉(zhuǎn)換效率。
　　 2、采用溶膠

4、-水熱法制備SrO/TiO2復(fù)合粉體，并研究不同Ti/Sr摻雜比對(duì)染料敏化太陽能電池的影響。研究結(jié)果表明：制得的SrO/TiO2復(fù)合粉體中，TiO2均為純銳鈦礦型，并且摩爾摻雜比Ti/Sr為100:1～100:3的電池性能較好，說明少量摻雜有利于提高電池的光電性能。其原因?yàn)?，TiO2與SrO復(fù)合的半導(dǎo)體膜，改變了TiO2膜中電子的分布，抑制了載流子在傳導(dǎo)過程中的復(fù)合，從而提高了電子傳輸效率。
　　 3、在TiO2電極上浸泡飽和S

5、r（NO3）2溶液制各了Sr2+表面修飾的TiO2電極，研究了不同浸泡時(shí)間對(duì)其所組裝的DSSC性能的影響。結(jié)果表明浸泡了70-120min后的電池性能較好。其原因?yàn)?，浸泡修飾后在電極中產(chǎn)生了TiSrO3微區(qū)，相應(yīng)的產(chǎn)生了一個(gè)能級(jí)勢(shì)壘，抑制了電子在電解質(zhì)和染料氧化劑間的復(fù)合，從而提高了電荷傳輸能力，提高了電池的性能。
　　 4、制備了SrCO3摻雜的TiO2復(fù)合薄膜電極，研究了不同摻雜比例對(duì)組裝電池的光電性能影響。結(jié)果表明：少量S