分級花狀材料在染料敏化太陽能電池中的應(yīng)用.pdf

1、染料敏化太陽能電池(DSSC)作為第三代太陽能電池，由于其成本低，無污染，工藝簡單的優(yōu)點(diǎn)而受到社會廣泛關(guān)注。迄今，雖然利用TiO2納米晶薄膜作為DSSC的光陽極已經(jīng)獲得初步的成功，但是單純的TiO2納米晶薄膜的光利用率較低且表面電荷復(fù)合大。因此，通過一種簡單有效的方法來提高光陽極的光利用率，減少表面復(fù)合，從而提高DSSC的整體性能是一個重要的研究方向。
　　本論文利用水熱方法合成具有花狀分級結(jié)構(gòu)的TiO2和SnO2納米材料，利用T

2、EM、SEM、XRD和XPS等手段對所合成的花狀TiO2、 SnO2納米材料的形貌、晶型和表面化學(xué)結(jié)構(gòu)等參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)表征，并根據(jù)不同水熱反應(yīng)時間下得到的形貌特征對花狀TiO2和SnO2制備過程中的反應(yīng)原理進(jìn)行了分析驗證，優(yōu)化花狀顆粒的制備工藝。
　　將合成的花狀TiO2材料和P25粉末進(jìn)行定量混合后，應(yīng)用于染料敏化太陽能電池光陽極的散射層中。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，表明利用合成的花狀顆粒和P25粉末混合制備的光陽極散射層的漫反射能力對比純P25

3、光陽極有明顯的提升，且比表面積和染料吸附量并沒有由于花狀顆粒的摻入而減少。而EIS的測試結(jié)果也表明通過這些花狀顆粒的摻入可以有效改善了電子傳輸速率。最終使電池性能得到明顯提高。
　　同時，我們將不同反應(yīng)條件下合成的SnO2花狀顆粒也用于DSSC光散射層中，并研究了散射顆粒形貌對電池性能的影響。結(jié)果表明，花狀SnO2顆粒作為散射顆?？梢詼p小電子傳輸過程中的復(fù)合，此時，組成花狀SnO2的棒晶越完整，電子的傳輸阻力越小。最終，花狀SnO