TiO2納米纖維介孔層在鈣鈦礦電池中的應用.pdf

1、鈣鈦礦太陽能電池因效率高、成本低而受到國內外研究者的廣泛關注，其結構根據(jù)有無介孔層，可分為平面異質結鈣鈦礦太陽能電池結構、介觀鈣鈦礦太陽能電池結構。介觀鈣鈦礦太陽能電池中的介孔結構一般是運用TiO2顆粒或Al2O3顆粒，介孔結構的存在起到支架作用。鑒于TiO2顆粒是n型半導體，所以以TiO2顆粒為介孔層結構的另一個作用是傳輸電子。由于TiO2顆粒不利于電子快速傳輸，為了改善TiO2的電子傳輸能力，本文采用TiO2納米纖維替代TiO2顆粒

2、，以期提高TiO2介孔層的電子傳輸能力，利用靜電紡絲法制備一維TiO2納米纖維，研究TiO2納米纖維的制備以及作為介孔層對鈣鈦礦太陽能電池性能的影響。為了進一步提高TiO2介孔層的電子傳輸能力，我們考慮在TiO2納米纖維中施加微量還原氧化石墨烯（rGO），研究rGO/TiO2復合納米纖維作為介孔層對鈣鈦礦太陽能電池性能的影響。具體研究工作如下：
　　1.采用溶膠-凝膠法制備TiO2致密層，探討了旋轉速度和旋轉，干燥，退火的順序對致

3、密層薄膜形貌的影響，結果表明當以旋轉速度為5000r/min進行旋凃，在80℃下的干燥箱中干燥2h，重復整個過程3次，再在管式爐中進行退火時得到的TiO2表面比較平整，致密。
　　2.利用兩步法制備了鈣鈦礦層，研究了初始退火溫度對鈣鈦礦層的影響。測試結果表明當初始退火溫度為55℃時，以一定的升溫速率升至100℃，在100℃下退火30min，得到的鈣鈦礦各方面性能較好。
　　3.采用靜電紡絲法制備了TiO2納米纖維，研究了不同

4、厚度TiO2納米纖維對鈣鈦礦太陽能電池效率的影響。結果表明當紡絲時間為5min時，電池的效率相對于平面異質結鈣鈦礦太陽能電池的效率最高，時間過長或過短都會導致鈣鈦礦太陽能電池效率的降低。
　　4.為了進一步提高TiO2納米纖維的電子傳輸能力，我們在TiO2納米纖維制備中施加了微量rGO，通過靜電紡絲法獲得了rGO/TiO2復合納米纖維，設置紡絲時間為5min，研究rGO/TiO2復合納米纖維作為介孔層對鈣鈦礦太陽能電池性能的影響，