色素增感薄膜太陽(yáng)能電池電極研究.pdf

1、柔性色素增感太陽(yáng)能電池是以高分子透明導(dǎo)電薄膜為基底材料的新型電池，其主要特點(diǎn)是成本相對(duì)較低、原料無(wú)污染、應(yīng)用范圍廣泛，適應(yīng)機(jī)械化、滾筒式生產(chǎn)。多孔TiO2薄膜是目前應(yīng)用最為廣泛的電極材料，這是因?yàn)殇J鈦礦型Ti02是良好的半導(dǎo)體，禁帶寬度為3.2eV，但因?yàn)槲辗秶挥谧贤鈪^(qū)，需要增感色素才能吸收可見(jiàn)光區(qū)的能量。ZnO薄膜也屬于寬禁帶半導(dǎo)體材料，因此成為最有希望取代TiO2的半導(dǎo)體材料。正是由于TiO2和ZnO薄膜在紫外和紅外光譜范圍內(nèi)具

2、有強(qiáng)烈的吸收作用，可以用作優(yōu)質(zhì)的太陽(yáng)能電池的透明電極。 本文首先采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)和水熱法相結(jié)合，在柔性ITO/PET?；咨现苽淞薚iO2多孔薄膜，在分析優(yōu)化絲網(wǎng)印刷目數(shù)、分散劑、水熱燒結(jié)溫度、水熱燒結(jié)時(shí)間等工藝參數(shù)的同時(shí)，進(jìn)一步將水熱法與傳統(tǒng)馬弗爐低溫?zé)Y(jié)進(jìn)行對(duì)比分析。然后采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)和電沉積法制備了ZnO多孔薄膜。通過(guò)X射線(xiàn)衍射儀對(duì)比分析水熱燒結(jié)前后，絲網(wǎng)印刷技術(shù)和溶膠-凝膠法制備的TiO2薄膜的晶相組成；使用金相顯微鏡

3、、掃描電子顯微鏡、原子力顯微鏡觀(guān)察TiO2薄膜和ZnO薄膜的表面形貌及橫斷面形貌；使用紫外—可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)定Tio2薄膜和ZnO薄膜在不同的配比、球磨時(shí)間及保溫時(shí)間下的吸光度；使用數(shù)字式四探針測(cè)試儀測(cè)定熱處理前后柔性導(dǎo)電基底的方塊電阻：使用恒電位儀測(cè)定電沉積法制備的ZnO薄膜的電極電勢(shì)；使用太陽(yáng)能電池測(cè)定儀在模擬太陽(yáng)光條件下，測(cè)定柔性色素增感太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。 結(jié)果表明：當(dāng)P25為4g，加入20ml乙醇進(jìn)行球磨6h后，

4、采用200目絲網(wǎng)印刷涂膜，放入水熱釜中，100℃水熱燒結(jié)12h，TiO2薄膜電極的光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到1.92％。采用相同的絲網(wǎng)印刷技術(shù)，在馬弗爐中低溫?zé)Y(jié)得到的TiO2電極光電轉(zhuǎn)換性能為1.33％。表明采用水熱法制備TiO2薄膜電極更有助于提高電池的光電轉(zhuǎn)換性能。當(dāng)P25為5g，加入35ml乙醇進(jìn)行球磨4h后，采用200目絲網(wǎng)印刷涂膜，100℃馬弗爐低溫處理后，制備的ZnO多孔薄膜表面形貌良好，測(cè)得光電轉(zhuǎn)換效率為0.2％。以0.1mol/