染料敏化太陽能電池TiO2光散射層結構與性能研究.pdf

1、染料敏化太陽能電池（DSSC）作為傳統(tǒng)硅太陽能電池有力的競爭者，受到研究者廣泛的關注。作為DSSC關鍵部件之一的光陽極，成為研究的熱點。根據(jù)Mie散射理論，當顆粒的大小與光的波長相當時，光會在薄膜內(nèi)部發(fā)生多次散射，從而增強了染料對光子捕獲的幾率，提高光生電流。
　　本論文采用溶膠凝膠法合成了TiO2球體，通過調(diào)節(jié)陳化時間、鈦酸丁酯的用量、氯化鉀的濃度，合成了尺寸為250 nm，650 nm，1100 nm的TiO2球。將其作為雙層

2、結構光陽極的散射層，組裝成DSSC進行J-V曲線測試，并對光陽極薄膜的漫反射光譜、染料吸附量的測試結果進行分析，探討了不同尺寸的大顆粒對DSSC光電性能的影響。研究結果表明，當在光陽極散射層引入250 nmTiO2球時，DSSC的光電轉(zhuǎn)化效率最佳，與只有純P25納米粒子傳輸層的DSSC相比，提高了24.48％，其對入射光良好的散射性能極大地彌補了染料吸附量較低的缺陷。
　　為了制備一種既對入射光有良好的散射性能，又有較高的染料吸附

3、量的材料，本論文對TiO2球體在氨水的存在下進行溶劑熱處理，得到分級TiO2聚集體球（初級結構為球體，球體表面承載有納米梭狀體）。通過對水熱時間、氨水添加量的調(diào)節(jié)，詳細地探討了這種分級TiO2聚集體球的形成機理。將其作為雙層結構光陽極的散射層，組裝成DSSC進行J-V曲線測試。當在DSSC光陽極散射層引入水熱時間為18 h的產(chǎn)物時，光電轉(zhuǎn)化效率最佳，達到6.4%。通過對光陽極薄膜的漫反射光譜及染料吸附量的分析，對比了溶劑熱處理前后，薄膜