染料敏化鎳摻雜、硅摻雜二氧化鈦太陽(yáng)能電池的性能研究.pdf

1、染料敏化太陽(yáng)能電池(DSSC)是一種把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的一項(xiàng)技術(shù)，因?yàn)樗闹谱鞒杀镜土?，轉(zhuǎn)換效率較高，在新能源利用方面具有很大的發(fā)展?jié)摿?。其中，TiO2是一種理想的陽(yáng)極材料，它能與染料分子N719的能級(jí)很好地匹配，有利于光生電子的轉(zhuǎn)移。但是注入到TiO2導(dǎo)帶中的電子易于價(jià)帶中的光生空穴、電解液中的離子(如I3-)發(fā)生復(fù)合反應(yīng)，這影響了染料敏化太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率的提高。本論文重點(diǎn)研究了上述問題，制備了一系列的能使太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率提

2、高的TiO2納米材料，通過各種測(cè)試表征，分析了其物理化學(xué)性質(zhì)及光電轉(zhuǎn)換效率提高的機(jī)理。本論文主要由以下內(nèi)容:
　　1.利用溶膠凝膠法制備出一系列摻Ni的TiO2納米粉末，運(yùn)用刮涂法得到了N719染料敏化薄膜電極。通過樣品的Ⅰ-Ⅴ測(cè)試結(jié)果，得出摻Ni的樣品的光電轉(zhuǎn)換效率都比純的TiO2高，其中摻雜濃度為0.2％時(shí)效率最高，提高了45％。通過X射線衍射譜(XRD)、紫外-可見漫反射吸收光譜(DRS)、X射線光電子能譜(XPS)、熒光光

3、譜(PL)及表面光電流作用譜分析得出了，Ni的摻雜方式是取代式摻雜，在導(dǎo)帶下0.26eV處形成了摻雜能級(jí)，提高了電子轉(zhuǎn)移到FTO表面的能力，減少了與價(jià)帶光生空穴復(fù)合的電子數(shù)目，光電流隨之增強(qiáng)，從而電池的光電轉(zhuǎn)換效率明顯提高。
　　2.運(yùn)用溶膠凝膠法合成出一系列非金屬Si摻雜的TiO2納米粉末，在FTO的表面利用刮涂法制備出了均勻的陽(yáng)極薄膜，并在N719染料溶液中進(jìn)行浸泡得到了FTO/TiO2-Six％/N719敏化薄膜電極，由Ⅰ-