SnxTi1-xO2納米半導(dǎo)體材料的制備及應(yīng)用研究.pdf

1、本論文采用溶膠凝膠法制備了一系列SnxTi1-xO2納米顆粒。利用透射電鏡、掃描電鏡、X-射線衍射、氮?dú)馕?、紫?可見漫反射圖譜、X射線電子能譜、熱重-差熱掃描分析等手段對SnxTi1-xO2納米顆粒的形貌、結(jié)構(gòu)和相關(guān)物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了表征測試。隨后以SnxTi1-xO2納米顆粒為光陽極，分別利用三種不同的染料N719、N3和D205組裝制備了三個系列染料敏化太陽能電池，并對電池性能進(jìn)行了測試分析。
　　1、采用溶膠凝膠法制備系

2、列SnxTi1-xO2納米顆粒，研究了退火溫度對TiO2晶型的影響。通過XRD分析發(fā)現(xiàn)溫度升高，有利于銳鈦礦型向金紅石型轉(zhuǎn)化。Sn摻入對TiO2由銳鈦礦型向金紅石型轉(zhuǎn)變有明顯的促進(jìn)作用，隨著Sn的摻入量增加，對銳鈦礦轉(zhuǎn)變?yōu)榻鸺t石結(jié)構(gòu)的促進(jìn)作用越來越明顯。
　　2、通過多種手段研究了Sn摻雜量對SnxTi1-xO2納米顆粒結(jié)構(gòu)和性能的影響。通過紫外吸收光譜分析發(fā)現(xiàn)，隨著摻雜Sn摩爾含量從0增加到12％，樣品的帶隙值從2.95eV下降

3、到2.25eV，而且通過吸附測試發(fā)現(xiàn)比表面積從31.96m2g-1增加到163.46m2g-1。帶隙下降可以促進(jìn)電荷轉(zhuǎn)移并擴(kuò)大吸收波長范圍，比表面增加有利于后期染料吸附。
　　3、以所得SnxTi1-xO2納米顆粒為光陽極，利用三種不同的染料N719、N3和D205成功組裝三個系列染料敏化太陽能電池。對SnxTi1-xO2作為光陽極、N719作為染料的太陽能電池進(jìn)行IV測試。結(jié)果表明隨著Sn含量的增加，太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率基本

4、保持不變，甚至有微弱的降低。
　　4、對SnxTi1-xO2作為光陽極、N3作為染料的太陽能電池進(jìn)行IV測試。結(jié)果表明隨著Sn含量的增加，太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率有升高的趨勢，這與SnxTi1-xO2結(jié)構(gòu)本身表現(xiàn)出來的能帶間隙降低、納米粒子尺寸減小、比表面積增大等性能特點(diǎn)有一定關(guān)系，但是總體效率偏低。
　　5、對SnxTi1-xO2作為光陽極、D205作為染料的太陽能電池進(jìn)行IV測試。結(jié)果表明隨著摻雜Sn含量的增加，太陽能電