ZnO納米棒陣列制備及染料敏化太陽(yáng)能電池研究.pdf

1、染料敏化太陽(yáng)能電池(DSSC)是一種新型的薄膜太陽(yáng)能電池，其制備工藝簡(jiǎn)單，制作原料來(lái)源豐富，制備過(guò)程對(duì)環(huán)境無(wú)污染，電池光電性能比較穩(wěn)定，且成本低廉。
　　 人們通過(guò)對(duì)DSSC電池各個(gè)組成部分進(jìn)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(yáng)能電池，因此，DSSC太陽(yáng)能電池被認(rèn)為具有誘人的發(fā)展前景和巨大的應(yīng)用價(jià)值，有望取代傳統(tǒng)硅系列太陽(yáng)能電池。
　　 在DSSC太陽(yáng)能電池中，光陽(yáng)極具有非常重要的作用，它不僅起到收集太陽(yáng)

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?，?duì)光電池的轉(zhuǎn)換效率具有直接影響。
　　 在光陽(yáng)極中，納米半導(dǎo)體薄膜是不可或缺的部分，近年來(lái)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(diǎn)，并且成本低廉，原料豐富，制備工藝簡(jiǎn)單，ZnO納米薄膜也開(kāi)始應(yīng)用于DSSC中。
　　 本文從染料敏化太陽(yáng)能電池的光陽(yáng)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(shí)從植物果實(shí)中提取天然色素作為敏化劑，對(duì)敏化電極的光電性能進(jìn)行分析，為進(jìn)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(duì)種子層形貌和納米ZnO粉體進(jìn)行表征。實(shí)驗(yàn)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(zhǎng)出ZnO納米棒陣列，從生長(zhǎng)時(shí)間、生長(zhǎng)液濃度、基底放置方式對(duì)

4、ZnO納米棒的影響進(jìn)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(zhǎng)液濃度為0.025mol/L、生長(zhǎng)4h時(shí)能夠獲得比較整齊的ZnO納米棒陣列，納米棒生長(zhǎng)均勻，直徑約80nm，長(zhǎng)度在600nm左右。
　　 用酞菁染料ZnPc和量子點(diǎn)PbS分別單獨(dú)和共同敏化ZnO納米棒陣列薄膜電極，得到復(fù)合敏化時(shí)能極大提高電極在可見(jiàn)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(cè)定了該電池的伏安特性曲線，得