二氧化鈦微米球的制備及其在染料敏化太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用.pdf

1、染料敏化太陽(yáng)能電池（DSSC）因?yàn)槠涔怆娹D(zhuǎn)化效率高、制造成本低、制造工藝簡(jiǎn)單被認(rèn)為是最有希望的可再生光伏技術(shù)。傳統(tǒng)光陽(yáng)極是由直徑為10-30nm的小尺寸納米顆粒制成，其透明度較高，然而在可見光范圍內(nèi)，納米顆粒的光散射能力較弱。此外，傳統(tǒng)光電陽(yáng)極具有的晶粒邊界和顆粒表面缺陷會(huì)影響電子的傳輸和收集，使電子傳輸速率減慢，電荷復(fù)合速率增加。因此，當(dāng)前DSSC的性能已經(jīng)受到傳統(tǒng)TiO2膜無(wú)序結(jié)構(gòu)的阻礙。一種可能的解決方案是構(gòu)造雙層光陽(yáng)極，由納米顆

2、粒TiO2膜作為透明層和相對(duì)大的TiO2顆粒作為光散射層。另一種改善電子傳輸和收集的通用策略是使用1D納米結(jié)構(gòu)，例如納米棒，納米線和納米管，其能夠提供電子快速傳遞的通路，沿著傳輸方向快速收集光生電子?？墒牵?D納米結(jié)構(gòu)TiO2陣列的比表面積比較低，且相鄰納米棒或納米線之間的距離較寬。因此，開發(fā)了在1D納米結(jié)構(gòu)上引入分支或光散射層的表面改性方法。本論文從這兩種解決方案出發(fā)，分別制得了用作光散射層的介孔TiO2微米球；通過(guò)化學(xué)浴沉積的方法

3、對(duì)1D納米管進(jìn)行表面改性；通過(guò)水熱法制得了由納米片構(gòu)成的分等級(jí)的花瓣?duì)頣iO2微米球。
　　1.通過(guò)簡(jiǎn)單的超聲法與退火處理制得介孔二氧化鈦亞微米球，用X射線衍射儀對(duì)所得樣品的晶型進(jìn)行表征，通過(guò)FESEM等儀器表征樣品的形貌和尺寸，通過(guò)Uv漫反射光譜儀表征樣品的光散射性能，用BET測(cè)試樣品的比表面積，經(jīng)測(cè)試樣品的比表面積為53cm2g-1，以樣品為光散射層P25納米粉末為底層制成光陽(yáng)極，組裝成電池，測(cè)得其光電轉(zhuǎn)換效率為7.92％。<

4、br>　　2.通過(guò)化學(xué)浴沉積的方法對(duì)1D納米管進(jìn)行表面改性，使1D納米管為底層，3D納米顆粒為頂層，通過(guò)表征該結(jié)構(gòu)具有較高的比表面積，較強(qiáng)的光散射能力以及較快的電子傳輸能力，經(jīng)實(shí)驗(yàn)我們得知雙層納米結(jié)構(gòu)顯示了6.93%的光電轉(zhuǎn)換效率，比1D納米管的光電轉(zhuǎn)換效率（5.48%）高26.5%。
　　3.通過(guò)簡(jiǎn)單的水熱合成法，一步合成了由納米片和亞微米球組成的花瓣?duì)頣iO2亞微米球。通過(guò)水熱法與退火處理得到TiO2亞微米球具有良好的銳鈦礦結(jié)