取向鍵接型二氧化鈦納米棒的制備及其高效染料敏化太陽(yáng)能電池應(yīng)用.pdf

1、染料敏化太陽(yáng)能電池(DSSC)作為一種新型的光伏電池,具有制備成本低、工藝簡(jiǎn)單以及光電轉(zhuǎn)換效率可觀等優(yōu)點(diǎn),受到了人們的廣泛關(guān)注。自從1991年,M.Gr?tzel等獲得7.12％的效率以來(lái),DSSC被認(rèn)為無(wú)論在技術(shù)和價(jià)格角度是替代傳統(tǒng)p-n結(jié)電池的最佳選擇之一?；谝痪S納米材料制備的光陽(yáng)極含有更少的晶界,電子能更快地沿著長(zhǎng)軸傳輸,以一維快電子傳輸材料取代納米顆粒,被越來(lái)越多的應(yīng)用于DSSC。
　　本文以提高染料敏化太陽(yáng)能電池的光電

2、轉(zhuǎn)換效率,尋找更佳的電極材料為出發(fā)點(diǎn),重點(diǎn)研究了一種新型高效TiO2納米棒的制備以及在DSSC中的應(yīng)用,主要內(nèi)容包括:
　　(1)以鈦酸異丙酯為鈦源,以乙二醇為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑,以四甲基氫氧化銨提供堿性條件,由水熱反應(yīng)合成主要暴露面為{101}晶面、通過(guò)鍵性連接沿[001]方向取向生長(zhǎng)的銳鈦礦相TiO2納米棒。
　　(2)探索出定向生長(zhǎng)TiO2納米棒的合成規(guī)律,僅通過(guò)改變“水-乙醇-乙二醇”三種反應(yīng)溶劑的含量就制備出了形貌和尺寸可

3、控的TiO2納米棒/納米顆粒/納米線。
　　(3)將直徑為15~25nm、長(zhǎng)度為50~150nm的三種TiO2納米棒(細(xì)短型、細(xì)長(zhǎng)型、粗長(zhǎng)型)應(yīng)用于DSSC,通過(guò)瞬態(tài)光電流、光電壓衰減測(cè)試,證實(shí)電子的擴(kuò)散和復(fù)合與電極材料形貌和尺寸有關(guān)。
　　(4)以直徑為17nm、長(zhǎng)度約為120nm的細(xì)長(zhǎng)型TiO2納米棒為陽(yáng)極材料,以Z907染料為光敏化劑,取得了最高8.87%的DSSC光電轉(zhuǎn)換效率。細(xì)長(zhǎng)型納米棒較其他兩種納米棒性能最優(yōu)是電