二氧化鈦-聚苯胺光伏電池的研究.pdf

1、近年來(lái),TiO2納米管因其獨(dú)特的微觀結(jié)構(gòu),受到了廣泛的關(guān)注。TiO2納米管陣與TiO2納米晶顆粒相比,具有更大比表面積,更強(qiáng)吸附能力,更高光催化活性和更好光電性能,因此在光催化劑、太陽(yáng)能電池、氣敏傳感材料等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。然而,TiO2納米管形貌對(duì)光電性能的影響研究的較為有限。本文中采用了陽(yáng)極氧化法,通過(guò)改變NH4F/甘油/水體系中甘油和水的比例來(lái)制備不同形貌的TiO2納米管陣列,對(duì)其形貌和晶型進(jìn)行表征。然后組裝成TiO2/ITO光

2、伏電池,在未加入光敏劑于500W高壓汞燈照射條件下,測(cè)試開(kāi)路電位和短路電流。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:體系中甘油比例改變,導(dǎo)致納米管的形貌、結(jié)晶程度及光電性能變化,尤其是對(duì)電流的影響較大,甘油和水體積比為9:1試樣的短路電流密度是1:1試樣的1.5倍,這主要是因9:1體系下制得的二氧化鈦納米管有較大的表面積。
　　 近年來(lái),摻雜態(tài)聚苯胺因其優(yōu)良的空穴傳輸性能被用于p-n結(jié)型太陽(yáng)能電池;同時(shí),又因摻雜態(tài)聚苯胺具有優(yōu)越的導(dǎo)電性能以及較高的電化學(xué)

3、催化活性,而作為染料敏化太陽(yáng)能電池的對(duì)電極進(jìn)行研究,并且取得一定進(jìn)展。我們實(shí)驗(yàn)室一直從事?lián)诫s態(tài)聚苯胺超級(jí)電容器電極的研究,在活性炭的基底上制備出具有三維枝狀微觀結(jié)構(gòu)的聚苯胺棒,表現(xiàn)出良好的充放電性能。本文在實(shí)驗(yàn)室研究的基礎(chǔ)上采用循環(huán)伏安法在ITO導(dǎo)電玻璃上成功制備出硫酸摻雜聚苯胺膜,并對(duì)聚苯胺膜的形貌、透光性和導(dǎo)電性進(jìn)行研究,制得的TiO2/PANI-ITO光伏電池相對(duì)TiO2/ITO光伏電池減小了電解液的界面電阻,提高了TiO2納米管

4、光伏電池的光電性能。這主要是因?yàn)榫郾桨纺な?00nm～300nm的顆粒狀致密膜,具有比ITO玻璃更大的比表面積,優(yōu)良的KI/I2催化活性,從而提高聚苯胺膜和電解液界面電子交換速率,減小界面電阻。同時(shí)聚苯胺膜的影響下KI/I2的氧化還原電位相對(duì)ITO玻璃發(fā)生負(fù)向偏移,有利于電子從碘化鉀注入二氧化鈦價(jià)帶。同時(shí)進(jìn)行了處于完全還原態(tài)的聚苯胺膜和處于中間氧化態(tài)的聚苯胺膜光電性能的比較,研究表明處于中間氧化態(tài)的聚苯胺膜光電性能要優(yōu)于完全還原態(tài)的聚苯