氧化鋅納米棒的水熱法制備及染料敏化電池的應(yīng)用研究.pdf

1、自18世紀工業(yè)革命以來，人類社會對能源的需求日益增加，光生伏特現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)使人類社會進入了可開發(fā)和利用太陽能的新時代。在傳統(tǒng)的硅基太陽能電池產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的同時，染料敏化光電池以其低成本、高效率的特征，而成為研究的熱點。本文重點研究了氧化鋅(ZnO)納米棒的水熱法生成、結(jié)構(gòu)修飾、形貌觀察和光陽極的制備，及其在染料敏化光電池中的應(yīng)用。主要內(nèi)容包括： 采用兩步水熱法，利用硝酸鋅/六次甲基四胺的溶液，在涂覆了ZnO晶種層的ITO玻璃襯底上

2、制備出均勻一致、取向性好、長徑比較大的本征ZnO納米棒晶(或亞微米晶)連續(xù)薄膜，并通過適當(dāng)改變實驗條件，如溶液濃度，反應(yīng)時間和溶液的pH值等，來研究實驗條件對制備的ZnO納米棒形貌的影響。 本論文中，主要采用了掃描電子顯微鏡(SEM)，X-光射線衍射(XRD)和紫外-可見光分光光度計(UV-VIS Spectrometer)等方法表征了ZnO納米棒晶薄膜的結(jié)晶形貌、薄膜的相組成和光透射率。實驗結(jié)果表明，水熱法中所采用的水溶液的濃

3、度、pH值和水熱反應(yīng)時間等因素，均對ZnO納米棒晶薄膜的形貌有顯著的影響。 然后，再以ZnO納米棒晶薄膜為光陽極，以N719染料為敏化劑，組裝了染料敏化ZnO納米晶光電化學(xué)電池器件，研究了光生電子傳輸機理。當(dāng)利用標(biāo)準(zhǔn)模擬光源(YSS-80A)及其A-級測試系統(tǒng)，對衰減后的光電池的工作性能進行測試時，發(fā)現(xiàn)組裝的染料敏化電池的光電轉(zhuǎn)換效率約為0.14％。 本文的研究結(jié)果表明：利用水熱法，以具有ZnO涂層的ITO玻璃為基底，以