N719與N749染料共敏化二氧化鈦薄膜電極的性能研究.pdf

1、染料敏化太陽(yáng)能電池（DSSC）是一種光電轉(zhuǎn)換器件，其光電轉(zhuǎn)換效率高、成本低且無(wú)毒性的特點(diǎn)使其具有很高的實(shí)用價(jià)值。其中，TiO2納米材料與染料N719的能級(jí)匹配度好，有利于光生電子轉(zhuǎn)移到外電路。但是N719染料對(duì)于可見(jiàn)光的響應(yīng)范圍小并且光生電子復(fù)合幾率大，限制了電池效率的提高。針對(duì)以上幾個(gè)問(wèn)題，本文利用兩種染料共敏化的方法制備了TiO2光陽(yáng)極，提高了電池的光電轉(zhuǎn)換效率，分析了其光電轉(zhuǎn)換效率提高的機(jī)理。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下：
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2、、采用溶膠-凝膠法制備TiO2納米顆粒，用刮涂法制備了TiO2薄膜電極，先用 N719染料作為敏化劑，再將其放入異丙醇鋁溶液中浸泡不同的時(shí)間制備不同厚度的Al2O3薄膜，最后再吸附N749染料,制備了一系列光陽(yáng)極。通過(guò)測(cè)試光陽(yáng)極的 I-V曲線(xiàn)，發(fā)現(xiàn)所有光陽(yáng)極的光電轉(zhuǎn)換效率均提高了，特別是當(dāng)在異丙醇鋁溶液中浸泡5 min時(shí)，光陽(yáng)極的光電轉(zhuǎn)換效率是最高的，達(dá)到了5.36％。較單一 N719染料敏化以及單一 N749染料敏化的光陽(yáng)極分別提高了

3、40%和35%。通過(guò)對(duì)X射線(xiàn)粉末衍射譜(XRD)、熒光光譜(PL)、紫外-可見(jiàn)漫反射吸收光譜(UV-Vis DRS)、IPCE等分析得出，N749染料拓寬了光陽(yáng)極對(duì)于可見(jiàn)光的響應(yīng)范圍，增強(qiáng)了光陽(yáng)極在600 nm-800 nm之間的吸收，同時(shí)Al2O3薄膜減少了光生電子的復(fù)合，提高了光陽(yáng)極的光電轉(zhuǎn)換效率。
　　2、采用溶膠-凝膠法制備 TiO2粉末，用刮涂法制備了 TiO2薄膜電極，用N719染料與N749染料的混合染料作為敏化劑制