ZnO納米棒陣列制備及染料敏化太陽能電池研究.pdf

1、染料敏化太陽能電池(DSSC)是一種新型的薄膜太陽能電池，其制備工藝簡單，制作原料來源豐富，制備過程對環(huán)境無污染，電池光電性能比較穩(wěn)定，且成本低廉。
　　 人們通過對DSSC電池各個組成部分進行探索研究，制備出光電轉(zhuǎn)換效率不斷提高的染料敏化太陽能電池，因此，DSSC太陽能電池被認為具有誘人的發(fā)展前景和巨大的應(yīng)用價值，有望取代傳統(tǒng)硅系列太陽能電池。
　　 在DSSC太陽能電池中，光陽極具有非常重要的作用，它不僅起到收集太陽

2、光從而產(chǎn)生光生電子的作用，還要收集電子并把電子傳輸?shù)酵怆娐分?，對光電池的轉(zhuǎn)換效率具有直接影響。
　　 在光陽極中，納米半導(dǎo)體薄膜是不可或缺的部分，近年來研究較多的是納米TiO2薄膜。而納米ZnO作為新型納米功能材料，具有優(yōu)良的電子傳輸特性、良好的形貌可控性等優(yōu)點，并且成本低廉，原料豐富，制備工藝簡單，ZnO納米薄膜也開始應(yīng)用于DSSC中。
　　 本文從染料敏化太陽能電池的光陽極研究出發(fā)，制備形貌整齊、尺寸均勻、比表面積大

3、的ZnO納米棒陣列薄膜電極，同時從植物果實中提取天然色素作為敏化劑，對敏化電極的光電性能進行分析，為進一步的研究奠定基礎(chǔ)。
　　 1.采用溶膠-凝膠法制備ZnO溶膠，利用旋轉(zhuǎn)涂覆法在FTO導(dǎo)電玻璃上制備納米ZnO種子層，利用SEM、XRD表征手段對種子層形貌和納米ZnO粉體進行表征。實驗中制備出均勻的納米ZnO種子層。
　　 2.采用低溫溶液法在ZnO種子層上生長出ZnO納米棒陣列，從生長時間、生長液濃度、基底放置方式對

4、ZnO納米棒的影響進行了研究，得出豎直放置的涂有種子層的FTO導(dǎo)電玻璃在90℃、生長液濃度為0.025mol/L、生長4h時能夠獲得比較整齊的ZnO納米棒陣列，納米棒生長均勻，直徑約80nm，長度在600nm左右。
　　 用酞菁染料ZnPc和量子點PbS分別單獨和共同敏化ZnO納米棒陣列薄膜電極，得到復(fù)合敏化時能極大提高電極在可見光區(qū)的光吸收。制備了ZnPc和PbS復(fù)合敏化的ZnO納米棒薄膜光電池，測定了該電池的伏安特性曲線，得